標的薬物療法に拍車をかける可能性のある『癌の引き金』が見つかる

エネルギー省のオークリッジ国立研究所（Oak Ridge National Laboratory,ORNL ）の研究者は、植物微生物生物学上で重要なタンパク質の特定のドメインの機能を、何十年にもわたって科学者が理解していなかった『人間の癌の引き金』に明確に関連付けました。

Nature Communications Biologyに発表された研究チームによる調査結果は、胃がんや乳がんなど、さまざまな癌と戦うための選択的薬物療法の開発のための新しい道を切り開きます。

ORNLの科学者たちは、計算研究で最初に推測したことを実験的に証明しようと試みました。

プラスミノーゲン-アップル-線虫（または、PAN）ドメインは、ヒトの腫瘍増殖と生物エネルギー作物の植物と微生物の相互作用中の防御シグナル伝達を促進する細胞増殖に関連しています。

この関係は、研究者がポプラやヤナギなどの植物のゲノムを調査したときに最初に作成されました。

最新の研究では、ORNLの研究チームは、PANドメインの機能に重要なHGFタンパク質のシステイン残基と呼ばれる4つのコアアミノ酸を特定し、ヒトの癌細胞株におけるそれらの挙動を研究しました。

彼らは、これらのアミノ酸のいずれかを変異させると、癌細胞で癌細胞で異常に高くなり、それらを急速に増殖させて広げる『HGF-c-MET』として知られるシグナル伝達経路がオフとなることを見つけました。

システイン残基には多くの機能があることが知られているため、科学者はタンパク質全体で他のシステインもランダムにテストし、HGF-c-METシグナル伝達のシャットダウンに同じ影響を与えるものはないことを発見しました。

研究チームは、4つの主要なシステインを変異させることは、タンパク質の全体的な構造に影響を与えず、癌のシグナル伝達経路を阻害するだけであると研究で指摘しました。

ORNLの遺伝学者であるウェリントン・ムチェロ氏は、正しい信号を妨害することは、新しい癌の治療法を開発する上での最大の課題のひとつであると述べています。

「たんぱく質全体に干渉するように分子を操作することは非常に困難です。」

と彼は述べました。

「そのタンパク質内で標的とする特定のアミノ酸を知ることは大きな進歩です。タンパク質全体を検索する必要はありません。これらの4つの特定の残基を探すだけです。」

これらのコア残基の特定は、そのスーパーコンピューティングリソースとCRISPR/CAS-9遺伝子編集ツール同様、植物生物学と生化学、遺伝学、計算生物学における研究室の専門知識を活用して、研究チームがORNLで構築した予測力の証です。

この発見は、蚊の感染経路を破壊してマラリア原虫を運ぶ能力を低下させたり、フロリダとカリフォルニアの柑橘類を死滅させてしまうミカンキジラミを蔓延させる『HLBウイルス』対策といった、他の病気の治療につながる可能性があります。

植物においては、ORNLの科学者は、PANドメインの知識を利用して、分解して持続可能なジェット燃料に変換できる、ポプラやヤナギなどのバイオマス作物の病原体や害虫に対する耐性を向上させています。

彼らは、植物と微生物の間の有益な相互作用を促進して、それらの作物を丈夫にするための遺伝的プロセスを調査しています。

この研究は、植物、人間、その他の生物のDNA構造が非常に類似していることを示しており、植物を重要な発見プラットフォームにしているとムチェロ氏は述べています。

「私たちは、研究過程において、人間や動物ではできないことを植物で行っています。」

と彼は付け加えました。

「植物と人間の癌で同等の効率で作用できるものと思っています。専門知識は同じなのです。」

と生化学と人間の癌研究のバックグラウンドを持つORNLの博士研究員であるデビアーニ・パル氏は言いました。

「私たちはここORNLでグローバル化された実験プラットフォームを確立しました。これは、植物や動物など、使用している生態系に関係なく、仮説が正しければ、使用している細胞株に関係なく、科学はそれら全てで再現が可能であることを示しています。」

「すべての根底にあるのは、同じ生物学的基盤があります。」

とムチェロ氏は述べました。

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