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アミノ酸

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1: 2018/10/09(火) 21:03:17.68 ID:CAP_USER
~異分野の発想で進んだ特効薬開発~

日本では1000万頭近いネコが飼われていますが、実はその多くが腎臓病で亡くなっています。 宮﨑先生は、血液中に存在するAIMという遺伝子を20年前に発見して以来、 このタンパク質の研究に打ち込んできました。その過程でAIMが腎臓の働きを改善することがわかり、 ネコの寿命を大きく伸ばす可能性のある薬の開発に取り組んでいます。

1986年に東京大学医学部を卒業した宮﨑先生は、東京都小平市の病院で働いていた研修医時代、ふと手にした専門誌で、当時日本で初めて遺伝子組み替えマウスを作った熊本大学の山村研一先生のことを知り、「とにかくこの先生のところに勉強しに行くしかない」と思い立ちます。その後免疫学の研究をさらに深めるためフランスとスイスに留学しました。スイスでは、名門バーゼル免疫学研究所で新しい遺伝子を発見。白血球の一種であるマクロファージを死ににくくする働きがあることを試験管で確認し、apoptosis inhibitor of macrophageの頭文字を取って自らAIMと名付けました。

たまたますれ違った教授の話がヒントに

血液中にたくさん存在し、アミノ酸が団子状に3 つ連なったような複雑な構造をするAIMですが、体内での機能を突き止めたのはテキサス大学での研究生活中でした。それまでどんなにマウスを調べても何も起こらず、6 年間全くデータが出ず苦労していましたが、学内でたまたますれ違って話をした教授に大きなヒントをもらいます。その教授はジョセフ・ゴールドシュタイン博士。1985年にノーベル生理学・医学賞を受賞したコレステロール代謝学の権威です。博士の言葉をきっかけに、AIMがないマウスを作って太らせてみたところ、AIMを持つ太ったマウスに比べ動脈硬化や肥満が悪化しやすいことがわかったのです。「(マウスを太らせるなんて)免疫学の研究者なら全然考えないことなので、そんなバカなとは思いましたが、何もわからないので苦し紛れにやってみました。それがAIMの機能の解明につながりました」。この時、病気を知るためには学問の壁を取り払うことの必要性を痛感したと話します。。

「免疫学のエリートコースを歩んできているのに、免疫の細胞が作っているタンパク質の機能一つですら、免疫学の知識だけではわからないということにすごく衝撃を受けました」。

https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400100252.jpg
■IMはシステイン(アミノ酸の一種)を多く有するSRCRというドメインを3 つ持つ、約40kDaの血中タンパク質である。通常血中では、巨大なIgM(免疫グロブリンM)五量体に結合して存在しており、尿中には移行しない。
https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400100241.jpg
■腎障害時、ヒトやマウスでは左図で示したように、IgM五量体を離れたAIMが血中から尿中に移行し、尿細管を閉塞した死細胞に蓄積する。これが目印となって、死細胞は生き残った上皮細胞により貪食され掃除される。その結果、閉塞は改善し、腎障害は治癒する。しかしネコでは、ネコAIMがIgMに非常に強力に結合していて離れないため、尿中に移行することができず、死細胞に蓄積できない。したがって、生き残った上皮細胞は死細胞を掃除できず、閉塞は改善されず、腎機能は悪化する。
https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400100243.jpg
■腎臓が障害されると(急性腎障害)、尿細管上皮細胞が死んで剥がれ落ち、尿細管中を閉塞する。閉塞が改善しないと、腎障害は進行し、死亡あるいは慢性化する(慢性腎不全)。急性腎障害が発症した腎臓では、尿細管を閉塞している死細胞にAIM(茶色)が蓄積しているのが確認される。
https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400100242.jpg
 
■AIMは問題の箇所を知らせる「札」 
2006年に東大に復帰してからは、AIMを中心にどんな病気も研究するよう方向を変換し、肥満や肝がんにAIMが対応していることを示す論文を次々と発表しました。そして2016年、ネコの腎臓病へのAIMの関与を明らかにした論文をNature Medicine誌に掲載。腎臓病は尿の通り道に死んだ細胞が溜まって行き最終的に「トイレの排水管が詰まる」ようになって腎臓が壊れるという病気ですが、AIMはそのトイレの詰まりを解消してくれるような働きをすると話します。 

「体の中に死んだ細胞などゴミがあると知ると、血液中から問題の箇所に行って、ここにあります、と知らせる札のようなものです。AIMそのものが問題の細胞を溶かすわけではなく、マクロファージなどのほかの細胞がやってきて食べてくれます」。2015年ごろ、獣医の友人と酒を飲みAIMと腎臓病の関係について話をしたところ、非常に興奮されました。ネコの多くは、5 歳ごろ腎障害を起こし、腎不全で15歳ごろに亡くなるというのです。ネコのAIMは人間のものとはアミノ酸の配列が微妙に違い、遺伝的に働かないようにできていました。この特徴はトラやライオンなどネコ科の他の動物にも共通していて、逆にイヌやネズミのAIMはきちんと働くと宮﨑先生は説明します。 

AIMがネコの治療薬になると考えた宮﨑先生は、去年秋にベンチャー企業を設立し、(株)レミア(英文名:L’Aimia)と名付けました。現在、マウスの細胞からAIMを培養細胞で大量産生し、精製する研究を進めており、来年にもネコを使った治験を開始、2022年までの商品化を目指しています。 

予防的に注射として投与するほか、腎機能の低下したネコにも効果が見込め、寿命が15歳から30歳に延びることも不可能ではないと宮﨑先生は話します。副作用は見つかっていませんが、抗体ができて効きにくくなる可能性はあります。 

続きはソースで 

https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/features/z1304_00002.html
ダウンロード


引用元: 【医学/動物】腎臓の働きを改善する遺伝子「AIM」でネコの寿命が2倍に!? 東京大学[10/09]

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1: 2018/09/16(日) 22:52:02.73 ID:CAP_USER
■動画
Mutant Plant Glows When Attacked | National Geographic https://youtu.be/4ezRhktDslE



■葉っぱをかじられた植物は、全身に情報を伝え、防御機構を発動する

 植物は、自身の葉などが傷つけられると、その部位からほかの部位に警報を発して防御機構を発動させる。このほど研究者たちが、この防御反応を動画にとらえることに成功した。植物の「知性」という難しい問題の解明につながるかもしれない。この研究の論文は、埼玉大学の豊田正嗣准教授らにより9月14日付けの学術誌「Science」に発表された。

 同じく論文の著者の1人で、米ウィスコンシン大学マディソン校の植物学研究室を率いるサイモン・ギルロイ氏は、「植物は適切なタイミングで適切なことをしていて、非常に知的に見えます。環境から膨大な量の情報を感知し、処理しているのです」と言う。「これだけ高度な計算をするためには脳のような情報処理ユニットが必要だと思うのですが、植物には脳はありません」

 植物が内部でどのように情報を伝達しているかを調べるため、ギルロイ氏の研究チームは、植物の遺伝子を改変してクラゲ由来の緑色蛍光タンパク質を組み込んだ。この蛍光タンパク質は特定の物質と結合させることができるので、植物の内部にある化学物質が刺激に対してどのように反応するかを観察するのに利用できる。

 毛虫に葉をかじられるなどの攻撃を受けた植物は、グルタミン酸というアミノ酸を出す。グルタミン酸は植物全体のカルシウム濃度を上昇させ、これにより防御機構が起動し、植物をさらなる損傷から守る。ある種の植物は、攻撃してくる昆虫を撃退したり、その昆虫を捕食する別の昆虫を引きつけたりする揮発性化合物を放出する。例えばワタは、ガの幼虫にかじられると、幼虫を捕食するスズメバチを引きつける物質を放出する。

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/091400230/
images


引用元: 【植物】〈動画あり〉葉に虫食いで植物内部の「警報」伝達、可視化に成功 植物の防御機能解明[09/14]

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1: 2018/06/25(月) 16:59:53.49 ID:CAP_USER
日本に生息するアブラゼミなどに、漢方薬の原料になるキノコの一種「冬虫夏草」に近い菌類が共生し、栄養を補っているという研究成果を、産業技術総合研究所(つくば市)などの研究チームが発表した。
「冬虫夏草」そのものに寄生されたセミは死ぬが、セミの進化の過程で、一部が共生するように進化したと考えられる。
米科学アカデミー紀要に掲載された。

 研究チームが国内に生息するセミ24種を調べたところ、アブラゼミやミンミンゼミ、ヒグラシなど15種の体内に共生する菌類を検出した。
この共生菌の遺伝子配列を調べたところ、「冬虫夏草」に近いことが分かった。

続きはソースで

https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/06/24/20180624k0000e040172000p/9.jpg

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20180624/ddl/k08/040/057000c
ダウンロード (2)


引用元: 【菌類】セミに共生菌、栄養補う 「冬虫夏草」由来、薬にも つくばの産総研、米科学誌に発表 /茨城[06/24]

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1: 2018/05/28(月) 19:09:27.15 ID:CAP_USER
生物が生きる上でアミノ酸の構成要素の「窒素」は不可欠の物質です。
しかし、植物は窒素を空気中から直接取り込むことはできないため、空気中の窒素を固定化できる特殊な菌を利用することもあります。
窒素固定のために菌と共生してきた植物の遺伝子情報を調べたところ、進化の過程で何度も共生関係を解消してきた過去があることが判明しています。

Phylogenomics reveals multiple losses of nitrogen-fixing root nodule symbiosis | Science
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/23/science.aat1743
https://i.gzn.jp/img/2018/05/28/multiple-losses-nitrogen-fixing-root/00_m.jpg

Plants repeatedly got rid of their ability to obtain their own nitrogen | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2018/05/plants-repeatedly-got-rid-of-their-ability-to-obtain-their-own-nitrogen/

Plant symbioses -- fragile partnerships -- ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180524141556.htm

他の生物と同様に植物にとってもアミノ酸などの生態に必要な分子を作るために窒素が不可欠です。
空気の約8割を占める窒素ですが、不活性なため直接体内に取り込むことはできず「固定化」することが必要です。
植物は空気中の窒素を固定化することができないので、基本的には肥料など水素と結合した形で土壌から窒素を体内に取り込むことになります。

これに対して、一部の菌は空気中の窒素を固定化することができ、この菌を体内に取り込んで共生する植物がマメ類などでいくつか知られています。
この菌は「根粒菌」と呼ばれ、その名のとおり「根粒」と呼ばれる植物の根のコブにとどまり植物とともに生活します。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180528-multiple-losses-nitrogen-fixing-root/
ダウンロード (2)


引用元: 【環境/化学】窒素固定のために菌と共生してきた植物が過去に何度も関係を解消していたことが明らかに[05/28]

窒素固定のために菌と共生してきた植物が過去に何度も関係を解消していたことが明らかにの続きを読む

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1: 2018/02/09(金) 16:48:20.87 ID:CAP_USER
英ケンブリッジ大学の研究者らはこのほど、食品とがんの進行・転移との関係を示す研究結果を発表した。

英科学誌「ネイチャー」に掲載された研究論文によると、アスパラギンと呼ばれる栄養素が不足すると、乳がん細胞の成長が妨げられることが動物実験で分かったという。

アスパラギンはたんぱく質を構成するアミノ酸の一種で、名前の元となったアスパラガスや鶏肉、魚介類など多くの食品に含まれている。

科学者たちは、がん細胞の「食べ物の好み」が治療に将来役立てられるのを期待している。

がん研究団体「キャンサーリサーチUKケンブリッジ研究所」は、進行の早いがんにかかったマウスに、低アスパラギンの食事を与えたり、アスパラギンを阻害する薬を投与した。
マウスは通常、がんが体全体に転移し2、3週間で死亡するが、実験対象のマウスのがんは転移が抑えられた。

グレッグ・ハノン教授は、「本当に大きな変化だった。(がん細胞を)見つけるのがなかなか大変なほどだった」と語った。

英グラスゴー大学は昨年、アミノ酸のセリンとグリシンを取り除くと、リンパ腫と腸がんの成長が阻害されるという実験結果を発表している。

ハノン教授はBBCに対し、「特定のがんが特定の食べ物にやみつきだという可能性が高まっている。
将来は、患者の食事を調整したり、薬を投与したりして、がん細胞がこれらの栄養素を得られないようにし、治療の効果を高められると期待している」と話した。

〈がん細胞〉

初期がんが致命的になることは少なく、体全体への転移によって深刻な状態になる。

続きはソースで

(英語記事 Food may influence cancer spread)

関連ソース画像
https://ichef-1.bbci.co.uk/news/660/cpsprodpb/0E76/production/_99920730_c2c3b1ec-21a2-4323-86fd-9d5bb0d5954b.jpg

BBCニュース
http://www.bbc.com/japanese/42984975
images (7)


引用元: 【医学】がん進行・転移に食品が影響か=英研究[02/08]

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1: 2018/02/03(土) 16:10:13.54 ID:CAP_USER
 ストレス軽減や血圧低下に効果があるというアミノ酸のGABA。
「脳にも良さそうなので認知症にも効く」と考え、GABAを多く含んだ健康食品やサプリメントを摂取している人がいるようです。
本当はどうなのでしょうか。
脳神経外科専門医の工藤千秋・くどうちあき脳神経外科クリニック院長にGABAの働きや効果について聞きました。

 ◇GABAとは?

 GABAは「γ-アミノ酪酸(Gamma Amino Butyric Acid)」の頭文字を取った略称です。
ヒトの体内では、アミノ酸の一種であるグルタミン酸から作られ、脳や脊髄(せきずい)に存在します。

 GABAは神経細胞の間で情報を伝える神経伝達物質でもあり、情報を受け取った神経細胞の興奮を抑制する働きがあることが分かっています。
このためGABAの作用を強めることで、鎮静、不眠や不安の改善、麻酔の効果を目的とした医薬品もあります。

 ◇血圧低下やストレス軽減の効果

 現在、GABAのサプリメントや健康食品が市販されています。
そのほとんどが、血圧低下やストレス低減の効果の期待をうたっています。
実際、動物実験やヒトでの臨床研究などから、こうした効果が報告されています。

 血圧低下やストレス低減は、体内で神経伝達物質あるいはホルモンとして働くノルアドレナリンの分泌量がGABAの作用によって低下することで起こります。
具体的には次のような仕組みで起こると考えられています。

 まず、摂取したGABAが血中に取り込まれて交感神経に作用します。
すると、神経細胞間の情報伝達物質としてのノルアドレナリンの分泌が減少して、交感神経の興奮が抑えられます。
その結果、副腎髄質から分泌されるホルモンのノルアドレナリンの量が減ります。
ホルモンは全身の特定の細胞に命令を与えるために血中に放出される物質です。

 ホルモンのノルアドレナリンは血管を収縮する作用があります。
ですから、分泌量が増えると血圧があがり、逆に分泌量が減ると血管が拡張して血圧が下がるのです。

 また、ノルアドレナリンは興奮性のホルモンと言われます。
分泌量が低下すると、興奮しにくくなって、イライラした気分になりにくくなると考えられています。
そのため、ストレス軽減につながるというわけです。

 GABAのストレス軽減効果と聞くと、摂取したGABAが直接脳に作用しているかのように思われがちです。
しかし、交感神経で起きていることが間接的に脳に伝わるという仕組みなのです。

関連ソース画像
https://cdn.mainichi.jp/vol1/2018/01/31/20180131med00m010007000p/9.jpg

続きはソースで
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引用元: 【医学】「GABAのサプリは認知症に効く」は本当?[02/03]

「GABAのサプリは認知症に効く」は本当?の続きを読む
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