「月光」酵素は新たながん治療法につながる可能性がある

ゲノム制御センター（CRG）の研究者らは、エネルギー生産やヌクレオチド合成における役割で知られる代謝酵素が、核内で予期せぬ「第二の仕事」を引き受け、細胞分裂やDNA修復などの重要な機能を調整していることを明らかにした。

この発見は2つの別々の研究論文で報告されている。 ネイチャーコミュニケーションズ、細胞生物学における長年の生物学的パラダイムに挑戦するだけでなく、 癌 特にトリプルネガティブ乳がん（TNBC）のような進行性の腫瘍に対する治療。

何十年もの間、生物学の教科書では細胞機能がきちんと区分化されてきました。ミトコンドリアは細胞の動力源であり、細胞質はにぎやかな工場の現場です。 タンパク質合成、そして核は遺伝情報の管理者です。しかし、CRG の Sara Sdelci 博士とそのチームは、これらの細胞コンパートメント間の境界がこれまで考えられていたほど明確ではないことを発見しました。

「代謝酵素は、伝統的な地域の外で影をひそめています。地元のパン屋が隣町のビール醸造所でもあることを発見するようなものです。スキルセットには重複がありますが、彼らはまったく異なる目的でまったく異なる仕事をしているのです。」と博士は言います。 . Sdelci、両方の研究論文の筆頭著者。

「驚くべきことに、核におけるそれらの二次的な役割は、一次的な代謝機能と同じくらい重要です。これは、私たちがこれまで認識していなかった複雑さの新たな層です」と彼女は付け加えた。

研究の 1 つで、研究者のナタリア・パルド・ロレンテ博士は代謝酵素 MTHFD2 に焦点を当てました。伝統的に、MTHFD2 はミトコンドリアに存在し、生命の構成要素を合成し、 細胞の成長。パルド・ロレンテの研究は、MTHFD2 が核内でも月明かりを発しており、そこで適切なエネルギーを確保する上で極めて重要な役割を果たしていることを明らかにしている。 細胞分裂。

この研究は、核が代謝経路に依存してヒトゲノムの完全性と安定性を維持していることを初めて実証したものである。 「私たちの発見は、細胞がどのように組織されるかについての理解を根本的に変えます」とパルド・ロレンテ博士は説明します。 「核は単なる DNA の受動的貯蔵空間ではありません。核には独自の代謝ニーズとプロセスがあります。」

2 番目の研究では、研究者のマルタ・ガルシア＝カオ博士とロレーナ・エスピナール博士は次のことに注目しました。 トリプルネガティブ乳がん、最も悪性度の高いタイプの乳がんです。この疾患は乳がん診断の約 8 件に 1 件の原因となっており、世界中で毎年約 200,000 人の新規症例が発生しています。

通常、過剰な DNA 損傷は細胞死を引き起こします。しかし、TNBC は、結果を伴わずに DNA 損傷を蓄積する傾向があり、従来の治療に対して耐性があります。この研究は、代謝酵素IMPDH2がTNBC細胞の核に再配置され、DNA修復プロセスを支援するという理由の一部を説明するのに役立つ。

「IMPDH2は細胞の核内で機構のように働き、がん細胞を死滅させるDNA損傷反応を制御します」とガルシア＝カオ教授は説明する。

研究チームは、IMPDH2レベルを実験的に操作することで、バランスを崩すことができることを発見した。 IMPDH2の増加 核 がん細胞の修復機構を圧倒し、細胞を自己破壊させます。

「沈みかけている船にさらに多くの水を積み込みすぎるようなもので、最終的には沈む速度が速くなります」とエスピナー氏は言う。彼らのアプローチは、TNBC細胞が通常は耐えられるDNA損傷そのものに事実上屈服させることになる。

この研究は、がんを監視する新しい方法にもつながる可能性があります。 IMPDH2 に関する研究では、既存の抗がん剤の標的となっているタンパク質である PARP1 との相互作用も研究されました。 「IMPDH2 は、どの腫瘍が PARP1 阻害剤に反応するかを予測するバイオマーカーとして機能する可能性があります」と García-Cao 氏は説明します。

どちらの研究も、代謝の脆弱性を利用することで、がんを標的とした新興治療分野に貢献しています。

「代謝酵素は、私たちが利用できるまったく新しい種類の治療標的です。これは、がん細胞に対する二方向からの攻撃への道を開きます。 エネルギー生産 同時に、DNAを修復して適切に分裂する能力が損なわれます。この戦略と従来の治療法を組み合わせることで、がんが適応する余地が減り、通常の薬剤耐性のメカニズムに対処できる可能性があります」と Sdelci 博士は説明します。

細胞内で複数の役割を持つ酵素という概念はまったく新しいものではありませんが、研究は、これらの「第二の仕事」の範囲と重要性が認識され始めたばかりであることを示しています。

「これはパラダイムシフトであり、さらに多くの月明かりが起こるかもしれない」 代謝酵素 「まだ見つかっていません。」とパルド・ロレンテ博士は言います。「この細胞は私たちが思っている以上に相互につながっており、それが科学と医学に刺激的な可能性をもたらします。」