ミトコンドリアは細胞の小さな発電所であり、エネルギーを供給する一方で、自身のDNAに変異を蓄積し、それが時間とともに体全体の機能を損なう。UCLAとCaltechの研究者たちは、このDNAのうち損傷したコピーだけを選択的に除去し、細胞が本来持つ浄化の仕組みを強化する方法を見出した。
ミトコンドリアDNAへの変異の蓄積は、パーキンソン病、アルツハイマー病、心臓の病態、そして老年期における全般的な体力の低下と関連づけられている。遺伝した欠陥は重篤な小児疾患を引き起こす。科学者たちは、個々の病気を一つずつ治療するのではなく、細胞内の損傷したミトコンドリアDNAの割合を減らし、老化のプロセスそのものを遅らせることを課題とした。
研究の中心にあるのは、UCLAのミン・グオとCaltechのブルース・ヘイの研究室が作製したショウジョウバエDrosophilaのモデルである。このモデル生物において、細胞が自身の損傷した構成要素を「食べて」処理するプロセスであるオートファジーを活性化することに成功した。その結果、変異したミトコンドリアDNAを最大95パーセントまで除去できた。パーキンソン病からの防御に関連する経路の活性化も同様の効果をもたらした。
重要なのは、浄化のプロセスはすでに細胞内に存在しているが、十分に効率的には働いていないという点である。科学者たちは異物を加えることなく、それを強化しただけである。この点が、ミトコンドリアを完全に置き換えたりDNAを直接編集したりする試みとは異なる。しかし、すべてのデータはハエで得られたものであり、結果をヒトに移すにはさらなる研究が必要である。
細胞を、古い電球が少しずつ暗くなり点滅する部屋に例えてみよう。配線全体を交換する代わりに、住人は、故障したランプだけを自分で見つけて捨てる清掃員の働きを強化する。実験におけるオートファジーの活性化とはまさにこうしたものである。少し手助けすれば、細胞は自らゴミを処理する。
この研究は2016年にNature Communicationsに発表され、米国国立衛生研究所、Kenneth Glenn Family FoundationおよびEllison Medical Foundationの資金提供を受けた。著者らは利益相反を申告していない。今後の計画は、この効果を模倣する薬の探索と、他のモデルでの検証である。
この研究は、老化をある程度、細胞のゴミの漸進的な蓄積として捉えることができ、それは原理的には細胞自身の品質管理システムの強化を通じて制御し得ることを示している。
