ミトコンドリアは真核細胞に見られる必須オルガネラであり、酸化的リン酸化を通じて細胞のエネルギーの大部分を生成する原因です。しかし、これらのオルガネラは、酸化ストレス、栄養素の剥離、毒素などのさまざまなストレッサーの影響を受けやすく、その機能を損ない、細胞の機能不全や疾患につながる可能性があります。
以前の研究では、ストレスを受けたミトコンドリアと他の細胞成分の間のコミュニケーションの存在を示唆していましたが、これらの信号の正確な性質はとらえどころのないままでした。この研究では、研究者はこれらのシグナル伝達経路を分析し、関連する重要な分子を特定するために最先端の技術を採用しました。
チームは、ミトコンドリアがストレスに遭遇すると、SMAC（2番目のミトコンドリア由来のカスパーゼの活性化因子）と呼ばれる特定のタンパク質を放出することを発見しました。 SMACは、ミトコンドリアから細胞の液で満たされた内部であるサイトゾルに移動するメッセンジャーとして機能します。サイトゾルに入ると、SMACはOMI/HTRA2と呼ばれるタンパク質に結合し、ミトコンドリア機能の回復を目的とした細胞イベントのカスケードを開始する複合体を形成します。
このSMAC-OMI/HTRA2複合体は、プログラムされた細胞死（アポトーシス）に関与する酵素のファミリーであるカスパーゼの活性化を引き起こします。しかし、この文脈では、カスパーゼは非致死的な役割を果たし、細胞死を誘発するのではなく、ミトコンドリアの修復と維持を促進します。
研究者は、このミトコンドリアストレス反応経路が細胞生存と組織の恒常性に不可欠であることを実証しました。 SMAC-OMI/HTRA2シグナル伝達軸を混乱させ、ミトコンドリア機能を障害し、さまざまな実験モデルで細胞死をもたらしました。
この発見は、ミトコンドリア機能障害に関連するヒト疾患の病因を理解するために重要な意味を持っています。神経変性障害、心血管疾患、糖尿病などの状態は、ミトコンドリア機能障害および酸化ストレスの増加によって特徴付けられます。 SMAC-OMI/HTRA2シグナル伝達経路を標的とすることにより、これらの疾患のミトコンドリアの回復力を高め、細胞の健康を改善するために新しい治療法を開発することが可能かもしれません。
結論として、ミトコンドリアストレス応答の重要なメディエーターとしてのSMAC-OMI/HTRA2シグナル伝達経路の同定は、細胞生物学の主要なブレークスルーを表しています。この発見は、将来の研究と治療的発達のための刺激的な道を開き、さまざまな人間の病気におけるミトコンドリア機能を保護および維持するための標的介入の道を開いています。
