ミトコンドリアは、植物や動物細胞に見られる重要なオルガネラであり、エネルギー生産やその他の重要な機能を担っています。しかし、ミトコンドリアDNAの変異は、ミトコンドリア疾患として知られるヒトの重度の疾患につながる可能性があります。
植物がこれらの疾患をどのように防ぐかを理解するために、カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者は、ミトコンドリア転写終了因子1（MTERF1）と呼ばれるタンパク質に焦点を合わせました。彼らは、MTERF1が植物ミトコンドリア内でゲノムの安定性を維持し、有害な突然変異を防ぎ、適切なミトコンドリア機能を確保する上で重要な役割を果たすことを発見しました。
ジャーナル「Nature Plants」に掲載されたこの研究は、Mterf1がミトコンドリアゲノムの守護者として機能し、それを損傷から保護し、将来の世代の植物への忠実な感染を促進することを明らかにしました。この発見は、mterf1活性または関連するタンパク質を操作することで、ヒトのミトコンドリア疾患の治療の治療的可能性を保持できることを示唆しています。
「私たちの発見は、植物がミトコンドリアのゲノムの完全性をどのように維持し、この知識を人間のミトコンドリア疾患の理解と治療にどのように適用できるかを探るための新しい道を開きます」と、植物の分子生物学者で研究の上級著者であるフアン・ドン博士は述べました。
研究者は、MTERF1の役割を調査するために、一般にマウス耳のクレスとして知られているモデル植物シロイヌナズナのタリアナを使用しました。遺伝的操作を通じて、彼らはmterf1のレベルが低下したシロイヌナズナ植物を作成し、ミトコンドリア機能の結果を観察しました。
Mterf1欠損植物は、ミトコンドリアの成長の減少、男性の滅菌、呼吸機能の障害など、いくつかの欠陥を示しました。さらに、彼らはミトコンドリアDNAに有害な突然変異を蓄積し、研究者が「ミトコンドリア疾患様症状」と呼んだものにつながりました。
さらなる実験により、MTERF1はミトコンドリアゲノム内の特定のDNA配列に直接結合し、変異を引き起こす可能性のある有害なDNA構造の形成を防ぐことが明らかになりました。この結合活性は、ミトコンドリアゲノムの構造的完全性を維持し、その正確な複製を確保するために重要です。
「Mterf1を植物のミトコンドリアゲノムの完全性を維持する重要なプレーヤーとして特定することにより、ミトコンドリア疾患から保護するメカニズムに対する貴重な洞察を得ることができます」とドン博士は述べました。 「この知識は、現在、治療選択肢が限られているヒトのミトコンドリア疾患を治療するための革新的な戦略の開発を導くことができます。」
この研究は、生物学的プロセスに関する基本的な洞察を提供し、人間の健康の進歩への道を開くことができるため、植物の基礎研究の重要性を強調しています。植物が健康なミトコンドリアゲノムを維持する方法を理解することにより、科学者は世界中の何百万人もの人々に影響を与える壊滅的な病気と戦うためのインスピレーションとツールを得ることができます。
