隠れた危険: 科学者はアンチウイルスの予期せぬ影響を発見

ストワーズ医学研究所著2023年8月26日

核（紫）の中に正常な核小体（明るいオレンジ）があり、その周囲がアクチンフィラメント（濃青色）で囲まれている細胞を示す蛍光画像。 クレジット: 画像提供：Tamara Potapova、Gerton Lab、Stowers Institute for Medical Research

医薬品の約 90% が市場に届けられていないことから、医薬品開発の効率向上が明らかに必要であることが浮き彫りになっています。 がんの治療を目的とした薬の場合も事情は同じで、さまざまな理由で多くの薬が失敗しています。 今回、研究者らは、特定の抗がん化合物が予期せぬ副作用を引き起こす可能性がある理由の1つを明らかにしました。 この研究は、一部の薬剤が他の薬剤よりも有望である理由を理解するのに役立ち、それらの薬剤と薬剤候補を特定するために使用できる新しいツールを提供する可能性があります。

最も重要でエネルギーを消費する細胞プロセスの 1 つは、すべてのタンパク質を製造する細胞機械の形成であるリボソーム生合成です。 がん細胞にとって、このプロセスは最も重要です。 ジャーナル eLife に掲載されたストワーズ医学研究所の最近の研究では、1,000 を超える既存の抗がん剤がスクリーニングされ、リボソームが作られる遍在する細胞小器官である核小体の構造と機能にそれらの抗がん剤がどのような影響を与えるかを評価しました。

「すべての細胞は機能するためにタンパク質を作らなければなりません。そのため、細胞自体もタンパク質複合体であるリボソームを作らなければなりません」と、研究者ジェニファー・ガートン博士の研究室の研究スペシャリストである筆頭著者タマラ・ポタポワ博士は述べた。 「がん細胞では、さらに多くのタンパク質を必要とする高い増殖速度を補うために、リボソーム生成が過剰に行われなければなりません。」

化学療法剤による転写サイクリン依存性キナーゼ阻害後の正常な核小体とその極度のストレス状態の図。 クレジット: 画像提供: Mark Miller および Tamara Potapova、Stowers Institute for Medical Research

The nucleolus is a special part of the cell nucleus that houses ribosomal DNADNA, or deoxyribonucleic acid, is a molecule composed of two long strands of nucleotides that coil around each other to form a double helix. It is the hereditary material in humans and almost all other organisms that carries genetic instructions for development, functioning, growth, and reproduction. Nearly every cell in a person’s body has the same DNA. Most DNA is located in the cell nucleus (where it is called nuclear DNA), but a small amount of DNA can also be found in the mitochondria (where it is called mitochondrial DNA or mtDNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">DNA, and where ribosomal RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> RNA の生成とリボソームの構築が主に行われます。 核小体の外観は大きく異なり、このプロセスの全体的な健全性を視覚的に示す指標として機能します。 そこで研究チームは、この変動を利用する方法を発見し、化学療法薬がどのように核小体に影響を及ぼし、核小体ストレスを引き起こすのかを調べた。

「この研究では、抗がん剤が核小体の外観をどのように変化させるかを評価しただけでなく、異なる核小体の形状を引き起こす薬剤のカテゴリーも特定しました」とガートン氏は述べた。 「これにより、他の研究者が利用できるリソースとなる核小体の外観に基づく分類システムを作成することができました。」