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2026-03-11 22:34:00
人体はビタミン B5 から分子を生成します。この分子は、細胞を生きて機能させる化学反応のネットワークである代謝において中心的な役割を果たします。身体がこの分子を適切に生成できない場合、その影響は広範囲に及ぶ可能性があります。その生成に関する問題は多くの臓器系を混乱させ、いくつかの病気に関連する可能性があります。
科学者たちは、必須補因子補酵素A（CoA）と呼ばれるこの分子の大部分が、エネルギーの生成と代謝の管理を担う細胞内の構造であるミトコンドリア内に存在することを知っています。実際、CoA の 95% がミトコンドリアに集中しています。しかし、研究者らは長い間、CoAが実際にどのようにしてこれらの携帯電力センターに到達するのかについて不明であった。
イェール大学の研究者らによる新しい研究が、 自然の代謝、CoAが特定の細胞機構を介してミトコンドリアに輸送されることが明らかになりました。研究チームはまた、これらのエネルギー生成構造への分子の移動に関与する輸送システムも特定した。
このプロセスを理解することは、最終的に科学者が、CoA 機能不全に関連する疾患をいつ、どこで治療対象とすべきかを決定するのに役立つ可能性があります。
ミトコンドリアはどのようにしてコエンザイムAを取り込むのか
CoA分子が細胞内に単独で存在することはほとんどないため、CoAがどのようにしてミトコンドリアに到達するかを解明することは困難であった。 CoA は補因子として他の多くの分子に結合します。これらの組み合わせが形成されると、異なる化学構造を持つ CoA コンジュゲートとして知られる化合物が生成されます。
「そのため、これを研究し、CoAについて総合的に理解することが困難になっています」と、エール大学医学部の細胞・分子生理学准教授であり、エール大学西キャンパスのシステム生物学研究所のメンバーでもある主著者のホンイン・シェン博士は言う。
この障害を克服するために、Shen の研究室は、細胞内の全種類の CoA 複合体を分析するための新しい戦略を開発しました。この方法は、科学者がさまざまな分子を高精度で検出および測定できる技術である質量分析に依存しています。
このアプローチを使用して、研究チームは細胞全体で 33 種類の CoA 結合体と、特にミトコンドリア内で 23 種類の CoA 結合体を特定しました。
次の疑問は、ミトコンドリア内で見つかったCoA複合体がそこで生成されたのか、それとも細胞内の他の場所から輸送されたのかということでした。
さらなる実験により重要な手がかりが得られました。 CoAの生成に必要な酵素は主にミトコンドリアの外側に存在します。さらに、研究者がCoAの移動に関与する分子トランスポーターを欠く細胞を作成したところ、ミトコンドリア内のCoAの量が劇的に減少した。
「これらの発見は、CoAがミトコンドリアに取り込まれており、そのためにはこれらのトランスポーターが必要であるという考えを強く裏付けています」とShen氏は言う。
なぜコエンザイムAが病気にとって重要なのか
この発見により、CoAがどのように機能するのか、そして細胞がCoAを最も必要とする場所にどのように届けるのかについて、科学者の理解が深まりました。この知識は、このプロセスの中断がどのように病気につながるかについての洞察も提供します。
たとえば、CoA トランスポーターを生成する遺伝子の変異は、発達遅延、てんかん、筋緊張の低下を伴う脳筋症と関連していると考えられています。 CoAの生成を助ける酵素の変異も、神経変性疾患と関連している。
Shen氏らは現在、ミトコンドリア内のCoAレベルがニューロンなどの特定の細胞種でどのように調節されているかを研究している。彼らはまた、この規制の問題が病気にどのように寄与するかを知りたいと考えています。
「神経変性や精神疾患などの脳疾患の文脈では、調節不全のミトコンドリア代謝が一因であるという考えが浮上しています」とシェン博士は言う。ビタミンB5のような微量栄養素に対する彼女の関心は、ビタミンAを発見した元スターリング生理学化学教授のラファイエット・メンデル博士まで1世紀以上も遡る、代謝研究におけるイェール大学の長い歴史の一部であると指摘する。 1910 年代半ばにはビタミン B 複合体が開発されました。
「私たちはこの遺産に貢献したいと考えており、細胞代謝を深く理解することで、将来的にはこれらの疾患を診断し、場合によっては治療するための新しい方向性を提供できることを願っています。」
#科学者たちは細胞に力を与えるビタミンB5分子の謎を解明する