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2025-10-18 14:06:00
食事をすると、亜鉛が体の細胞に取り込まれます。各細胞内では亜鉛が タンパク質に結合する 構造と機能をサポートします。研究者らは、タンパク質が適切に機能するには最大 10% の亜鉛が必要であると推定しています。この意味で、亜鉛を含まない亜鉛タンパク質は、エンジンのない車や車を固定するネジのない車に似ています。車は機能しないか、完全に分解してしまう可能性があります。
亜鉛は人間の健康にとって重要であるにもかかわらず、そもそも細胞機能に不可欠なタンパク質に亜鉛がどのように組み込まれるのかなど、亜鉛が細胞プロセスをどのようにサポートするかについてのいくつかの側面は完全には理解されていません。
として 研究者 勉強する人 金属が人体などの生物系でどのように機能するのかを理解するために、亜鉛が細胞内でどのように分布するのかを理解したいと考えました。特に亜鉛が十分にない場合、細胞内のどのタンパク質が最初に亜鉛を摂取するのでしょうか?亜鉛はどのようにしてこれらの重要なタンパク質に到達するのでしょうか?
私たちの同僚たちと スカーラボ ヴァンダービルト大学医療センターと ギドロック研究所 インディアナ大学では、2022 年に次のことを特定しました。 最初に知られた分子 重要なタンパク質に亜鉛を供給します。
必要な場所に亜鉛を届ける
私たちは、亜鉛レベルが低いときに細胞が生成する分子を調査することから始めました。タンパク質の 1 つのファミリーは、潜在的な可能性があるように見えたため、特に興味深いと思われました。 メタロシャペロン、亜鉛や鉄などの金属を他のタンパク質に選択的に挿入するタンパク質。私たちはこのタンパク質ファミリーを ZNG1 と名付けました。
結局のところ、 すべての脊椎動物 細胞にZNG1の生成を指示する遺伝子を持っています。 ZNG1 は亜鉛に結合するいくつかのタンパク質と相互作用しますが、特にその 1 つは、 メタップ1、私たちの注目を集めました。 METAP1 は、細胞内の他の多くの必須タンパク質を活性化することが知られています。 METAPタンパク質が機能しない細胞は生存できません。
私たちが METAP1 に興味を持ったのは、METAP1 がゼブラフィッシュ、マウス、人間など、種を超えて ZNG1 タンパク質と相互作用するためです。この発見は、これら 2 つのタンパク質間のつながりが 4 億年以上の進化にわたって維持されてきたことを示唆しており、これは、METAP1 機能における ZNG1 の補助的な役割が、これらのタンパク質を生産するすべての生物において重要であることを意味します。
ZNG1 が動物の健康に果たす役割を研究するために、我々はマウスとゼブラフィッシュの ZNG1 をコードする遺伝子を変異させました。 ZNG1 を持たない動物に亜鉛を与えないと、成長しなくなるか、発育異常が見られました。動物たちはまだ微量の亜鉛を利用できるものの、亜鉛を正しく利用することができませんでした。これにより、ZNG1 がおそらく亜鉛への結合または亜鉛の利用を助けることにより、METAP1 の適切な機能を助けていることが確認されました。
また、分子イメージングなどの手法を用いて、ZNG1タンパク質が機能しない亜鉛欠乏マウス細胞のエネルギー産生ミトコンドリアが正しく機能していないことも観察した。これは、細胞が微量のこの必須金属をミトコンドリアに割り当て、最終的に細胞のエネルギー生産を維持するのを助けることにより、亜鉛欠乏症の期間中にZNG1が重要であることを強調しています。
ZNG1が亜鉛欠乏症の鍵を握る可能性がある
私たちは、この研究は、亜鉛レベルが低いときに亜鉛メタロシャペロンがどのように健康と細胞機能を維持するかをよりよく理解するための最初のステップにすぎないと信じています。
我々は、ZNG1 が細胞内の追加の亜鉛依存性タンパク質の機能をサポートしていると仮説を立てています。このように、ZNG1 は必須タンパク質のネットワークに亜鉛を分配する門番となり、最終的には食事中の亜鉛が制限されている場合でも生物の生存を可能にします。
この研究は、栄養失調または亜鉛欠乏時に細胞がどのように亜鉛を利用するかを理解する道を開くものです。利用可能な亜鉛が十分にない場合にZNG1が優先的に亜鉛を与えるタンパク質に関するさらなる研究は、亜鉛が限られている場合に生命を維持するためにどの細胞プロセスが最も重要であるかを特定するのに役立つ可能性があります。これは、亜鉛欠乏による健康への悪影響との戦いに役立つ可能性があります。
アンディ・ワイスは、米国心臓協会博士研究員フェローシップと国立衛生研究所 T32 および F32 フェローシップから資金提供を受けています。
ケイトリン・マードック氏が国立衛生研究所のT32およびF32フェローシップから資金提供を受ける
#亜鉛は生命に不可欠な金属です #科学者は亜鉛レベルが低いときに細胞を生かしておくのに役立つタンパク質を発見しました