何十年もの間、生物学者は、細胞分裂を制御するために特定のタンパク質の一定数の分子を必要とすると信じてきました。タンパク質の「化学量論」として知られるこの数は、細胞が適切なタイミングで正しい方法で分裂することを保証するために重要であると考えられてきました。
しかし、新しい研究はこの古い仮定に挑戦しています。研究により、細胞分裂タンパク質の化学量論は、同じ細胞内であっても大きく変化する可能性があることが示されています。これは、タンパク質の分子の数が以前に考えられていないほど重要ではなく、タンパク質発現のタイミングや位置などの他の要因が細胞分裂を制御するためにより重要であることを示唆しています。
これらの発見は、細胞がどのように分裂し、細胞分裂がどのように調節されるかを理解するために重要な意味を持っています。また、癌などの細胞分裂の問題によって引き起こされる疾患を治療する新しい方法につながる可能性があります。
細胞分裂タンパク質の化学量論に関する古い仮定
細胞分裂の従来の見解は、特定のタンパク質によって制御される高度に調節されたプロセスであるということです。これらのタンパク質は、化学量論的な方法で連携すると考えられています。つまり、適切に機能するためには、互いに特定の比率で存在する必要があります。
たとえば、細胞分裂に関与する重要なタンパク質の1つは、サイクリン依存性キナーゼ（CDK）です。 CDKは、他のタンパク質をリン酸化するプロテインキナーゼであり、それによりそれらを活性化し、細胞分裂のイベントをトリガーします。適切に機能するには、CDKが活性化因子サイクリンと一緒に化学量論比で存在する必要があります。
CDKとサイクリンの化学量論が破壊されると、細胞分裂が損なわれる可能性があります。たとえば、サイクリンと比較してCDKが多すぎると、細胞はあまりにも迅速かつ制御不能に分裂し、癌につながる可能性があります。逆に、サイクリンと比較してCDKが少なすぎると、細胞がまったく分裂しない可能性があり、発達障害につながる可能性があります。
新しい証拠は、古い仮定に挑戦します
最近の研究では、細胞分裂タンパク質の化学量論が同じ細胞内であっても大きく変化する可能性があることが示されています。これは、タンパク質の分子の数が以前に考えられていないほど重要ではなく、タンパク質発現のタイミングや位置などの他の要因が細胞分裂を制御するためにより重要であることを示唆しています。
Nature誌に掲載された1つの研究では、CDKとサイクリンの化学量論が異なる細胞で10倍以上変化する可能性があることが示されました。この変動は、細胞内のCDKまたはサイクリンの総量の違いではなく、タンパク質発現のタイミングと位置の違いによるものでした。
研究者は、CDKとサイクリンが細胞周期中に異なる時期に発現し、細胞の異なる部分に局在することを発見しました。これは、タンパク質発現のタイミングと位置が、タンパク質の化学量論よりも細胞分裂を制御するために重要であることを示唆しています。
新しい調査結果の意味
細胞分裂タンパク質の化学量論に関する新しい発見は、細胞の分裂方法と細胞分裂がどのように調節されるかを理解するために重要な意味を持っています。また、癌などの細胞分裂の問題によって引き起こされる疾患を治療する新しい方法につながる可能性があります。
細胞分裂の制御におけるタイミングと場所の役割を理解することにより、科学者はこれらのプロセスを標的とする新薬を開発できる可能性があります。これは、癌や他の疾患に対するより効果的で毒性の低い治療につながる可能性があります。
