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2024-12-30 22:06:00
2024 年バルザン賞受賞者のマイケル ホール教授が、イースター島で発見された新規化合物の研究が細胞の成長と老化の理解においてどのように大きな科学的進歩につながったかについて説明します。
一見些細な科学的発見が、時には巨大なものに変わることがあります。マイケル・ホール教授による、と呼ばれる化合物の研究も同様でした。 ラパマイシン、 元々は南太平洋のイースター島の少数の土壌で発見されました。
2024年、細胞の成長と老化を調節する分子機構の理解に対する「画期的な貢献」が評価され、バルザン賞を受賞した。イタリアに本拠を置くバルザン賞は、科学を含むさまざまな分野の優れた業績を表彰するために設立された毎年恒例の国際賞です。
ホール氏はスイス系アメリカ人の科学者で、スイスのバーゼル大学の分子生命科学センターであるバイオゼントルムに研究拠点を置いています。
過去 30 年にわたる彼の発見は、老化に関連する細胞プロセスや、がん、糖尿病、心血管疾患などの老化関連疾患に関する私たちの知識を一変させました。
これらの研究研究の一部は EU の資金提供によって支援されました。ホールの業績が世界的に認められ、今日の医療分野に大きな影響を与えていることには、長く興味深い物語が背景にあります。
防カビ剤
ラパマイシン 元々はイースター島（地元ではラパヌイとして知られている）の土壌サンプルから発見され、と呼ばれる細菌から分離されていました。 ストレプトマイセス・ヒグロスコピカス。
最初は抗真菌剤として開発され、その起源にちなんでラパマイシンと名付けられました。しかし、それが体の免疫反応を抑制する可能性があることが判明し、その使用はある種の癌の治療や臓器移植の拒絶反応の予防に向けられています。
1980 年代にホールがラパマイシンの研究を始めたとき、彼はこの化合物がどのように作用するかについて単純に興味を持っていました。彼の研究室の研究者、ジョー・ハイトマンという名前の医学博士は、何が起こるかを調べるために酵母細胞にラパマイシンを置くという大胆な措置を講じました。
南太平洋からもたらされた細菌性化合物は、ターゲット・オブ・ラパマイシン、またはTOR（哺乳類ではmTORと呼ばれる）と呼ばれる酵素と相互作用することが判明した。
細胞の成長
1990年代初頭、バーゼルでの実験では、この酵素が細胞分裂、つまり母細胞が2つ以上の細胞に分裂し、組織の再生、成長、修復を可能にするプロセスを制御していることが最初に示唆されました。
しかし、さらなる研究により、mTOR が実際には細胞の成長を調整し、細胞のサイズまたは質量を増加させることが明らかになりました。
「これは驚くべきことでした。当時、細胞の成長が能動的に制御されるとは誰も信じていませんでした。それは、栄養素の入力があるときに起こる単純な自発的なプロセスと考えられていました」とホール氏は言います。
研究者らはその後、TORタンパク質が他のタンパク質と結合して、細胞内で「分子機械」として機能する複雑な構造を形成していることを発見した。このメカニズムは、細胞の成長や代謝などの重要なプロセスを調節します。
注目すべきことに、このメカニズムは人間だけでなく、昆虫、植物、酵母などの他の多くの多細胞生物にも存在します。この広大な存在は、すべての複雑な生命体の生物学におけるこのメカニズムの重要かつ基本的な役割を示唆しています。
寿命延長
もう 1 つの重要な瞬間は、TOR と栄養素摂取量との相関関係が発見されたことです。
「私たちは、TORが栄養素に応じて成長と代謝を制御していることを示しました」とホール氏は言う。
実際、TORは「栄養センサー」として機能します。 TOR が活性化すると、細胞は栄養に応じて成長に重点を置き、維持にはあまり重点を置きません。
食事制限下では、栄養失調を引き起こすことなくカロリー摂取量が減少すると、TOR 活性が低下し、細胞が成長モードではなく「維持モード」に切り替わります。これにより、セルは修復プロセスに集中し、損傷したコンポーネントをクリーンアップしてリソースを節約できます。
老化は、時間の経過に伴う細胞損傷の蓄積と関連していることがよくあります。食事制限の結果としてTOR活性が低下すると、細胞修復機構が増幅され、過剰な成長要求によって生じる細胞ストレスが減少します。この現象は、炎症などの老化を促進するプロセスを遅らせます。
ホールの研究は、ラパマイシンがTOR活性を制限することによって食事制限の効果を模倣できることを示しました。これは、ラパマイシンがマウスやハエなどの一部の動物の寿命を延ばすという他の研究者らの発見につながりました。
「ラパマイシンでTORを阻害すると、カロリー制限の効果と似た効果が得られます」とホール氏は言う。
これにより、老化のプロセスが遅くなり、がんや神経変性疾患などの加齢に関連した病気の発症が遅れます。
「私たちは現在、ラパマイシンが真核生物における最も強力で再現性のある寿命延長介入であることを知っています」とホール氏は言う。すべての動物、植物、菌類、および多くの単細胞生物は真核生物です。
がんの進行を遅らせる
この相関関係は、現在の老化研究の中心となっています。これは、がん治療に関する研究の重要な方向性でもあります。
TOR複合体は細胞増殖を指示するように進化してきたため、TOR活性が癌で見られる異常増殖に関与していることはおそらく驚くべきことではないでしょう。
「TOR複合体は過剰発現しており、すべてのがんの約70％で腫瘍形成に寄与していると推定されています」とホール氏は言う。
EUの資金提供による研究研究は、ラパマイシンを使用してTOR活性を制限することがどのようにしてがん細胞の増殖を遅らせ、化学療法や放射線などの治療に対する感受性を高めることができるかに焦点を当てている。
「この研究は、世界中のほぼすべての製薬会社の関心を集めています」とホール氏は言う。
ただし、TOR 阻害は有望ですが、正常な細胞機能に影響を与え、免疫抑制や代謝問題などの副作用を引き起こす可能性があります。これらの治療法を最適化し、がん細胞内の TOR を選択的に標的とする研究研究が進行中です。
好奇心に基づいた研究
この抗真菌剤がどのように作用するのか、一見単純な調査から始まり、 ホールは、細胞増殖を制御する主要な手段、老化プロセスを遅らせる可能性のある方法、および癌治療の有望な方向性を発見しました。
「これは、好奇心に基づいた研究の重要性を示す良い例です」とホール氏は言います。
ホール氏によれば、EU からの資金提供により、出発点ではまったく未知だった発見の道をたどって、疑問を持ち、さらに疑問を抱くことができたという。
「欧州研究評議会の設立は、欧州科学に新風を吹き込んだ」と彼は断言する。
欧州研究評議会 (ERC) は、科学、工学、人文科学のあらゆる分野における優れた最先端研究を支援するために、2007 年に EU によって設立されました。 CEC の助成金受領者は、EU の資金提供を受けた研究者が受賞した 30 件以上のノーベル賞のうち 9 件、フィールズ賞 4 件、ウルフ賞 11 件などを含む、数多くの重要な科学賞を受賞しています。
さらに、ホールが自身の作品で賞を受賞したのはこれが初めてではない。
「幸運なことに、数多くの賞を受賞することができました。それは決して時代遅れになるものではありません。素晴らしい気分です。」と彼は言います。 「それは、大きな褒め言葉をもらっているようなものです。誰でも褒められるのが大好きです。そして、それは科学者としてのあなたの仕事に対する素晴らしい評価となります。」
アンソニー・キングが書いた記事
この記事で言及されている研究は、欧州研究評議会 (ERC) の資金提供を受けています。インタビュー対象者の見解は、必ずしも欧州委員会の見解を反映しているわけではありません。
詳細情報
この記事は最初に公開されました 地平線EUの研究とイノベーションのジャーナル。
#好奇心とひとつまみの地球老化を遅らせる解決策に近づく