線虫を使った新たな研究は、アルツハイマー病やパーキンソン病のような疾患が脳内でどのように広がるのかを説明する手がかりになるかもしれない。神経細胞が有害な廃棄物を処分する際、周囲の細胞が病気になることがある。
「通常、こうしたごみを捨てるプロセスは良いことです」と、ラトガース大学の分子生物学・生化学教授、モニカ・ドリスコル氏は言う。「しかし、アルツハイマー病やパーキンソン病のような神経変性疾患では、神経細胞を守るはずの非常に重要なこのプロセスが適切に管理されず、かえって隣接する細胞に害を及ぼしている可能性があると考えています。」
科学者たちは、有害な細胞物質を除去する仕組みが細胞内部でどのように働くかを理解しており、それをごみ処理機が廃棄物を処理する様子になぞらえていた。しかし、細胞がごみをどのように外へ放出するのかは分かっていなかった。
「私たちが明らかにしたことは、ごみを集めて収集日に備えて外へ出す人にたとえられます」とドリスコル氏は言う。「その人は良いものとごみを積極的に選り分けますが、回収されなければ、ごみは深刻な問題を引き起こしかねません。」
透明な回虫を使ってC. elegans研究者たちは、寿命が約3週間のこの線虫に、細胞外でごみを除去する仕組みがあり、有害なタンパク質も細胞の外へ排出していることを発見した。
筆頭著者で、ドリスコル氏の研究室の大学院生だったイリヤ・メレンティエビッチ氏は、一部の線虫で細胞の外に雲のような明るい小さな塊ができるのを観察し、何が起きているのかに気づいた。2年にわたり、静止画像を1枚ずつ確認しながら、その生成と分解を数えて追跡し、ついに形成途中の塊を捉えた。
「それらは非常に動的でした」とメレンティエビッチ氏は言う。当時学部生だった同氏は、顕微鏡で観察しながら15分ごとにプロセスを撮影するため、研究室で3晩を過ごした。「頻繁に見られるものではなく、現れても翌日には消えていました。」
回虫を使った研究は、寿命の長い人間や他の生物では調べるのが難しい老化について、科学者に重要な情報をもたらしてきた。
ハンチントン病やアルツハイマー病に関連するヒトの疾患タンパク質を産生するよう遺伝子操作した線虫は、神経変性を引き起こす有害物質からなる廃棄物をより多く排出した。隣接する細胞がその一部を分解する一方、離れた細胞は病的なタンパク質の別の部分を取り込んだ。
「この知見は重要です」とドリスコル氏は言う。「小さな線虫を使った研究が、神経変性やアルツハイマー病、パーキンソン病のような疾患に対処するために強く求められている新たなアプローチへの道を開くかもしれません。」
この研究は学術誌Natureに掲載された。
