ニュース｜Pボディが細胞運命を導く：コロラド大学チームが細胞分化の重要な仕組みを解明

ニュース｜Pボディが細胞運命を導く：コロラド大学チームが細胞分化の重要な仕組みを解明

幹細胞は体をつくる柔軟な材料ですが、どのような細胞になるかをどのように決めているのでしょうか。約三十年間にわたる幹細胞研究を経て、科学者たちはPボディと呼ばれる細胞内構造に、細胞運命を決める重要な手がかりを見つけました。

コロラド大学ボルダー校とベイラー医科大学による新たな共同研究で、Pボディが細胞分化の調節に中心的な役割を果たすことが示されました。研究チームは、これらの細胞内の貯蔵ユニットを操作することで、これまで実験室で得ることが極めて難しかった細胞種を効率よく作り出しました。その中には、精子や卵子のもとになる生殖細胞前駆細胞や、体内のあらゆる細胞種に分化できる全能性細胞が含まれます。

「細胞の錬金術」のように：細胞運命を制御する科学

「私はこれを一種の細胞の錬金術だと考えています」と、CU Boulderの分子・細胞・発生生物学助教授で共同主任研究者のJustin Brumbaugh氏は話します。「細胞運命を決めるスイッチを理解して制御し、ある細胞種を別の細胞種に変えられれば、研究と応用のまったく新しい世界を開くことができます。今回の研究はそのための基盤です」

この発見は、胚の形成や病気の起源に関する理解を深めるだけでなく、不妊治療、臓器再生、薬剤試験への新たなアプローチにもつながる可能性があります。ベイラー医科大学細胞・遺伝子治療センター助教授で共同主任研究者のBruno Di Stefano氏は、「生物学が最も基本的なレベルでどのように機能するかを理解することには、非常に大きな価値があります」と述べました。

細胞の貯蔵庫を解明する

研究者たちは、ヒト、マウス、ニワトリの胚性幹細胞を対象に、さまざまな発生段階での変化を観察し、Pボディに注目しました。細胞質にあるRNAとタンパク質の小さな集合体で、ほぼすべての脊椎動物の細胞に存在します。

CU Boulderの生化学教授Roy Parker氏は2003年にPボディを発見しました。かつて科学者たちは、Pボディを単に、現在使われていないRNAを保管・分解する細胞内のがらくた入れだと考えていました。今回の研究はこの見方を覆し、Pボディが整理された保管庫に近い働きをすることを示しました。細胞種ごとに異なるRNA分子が保管され、放出されると、RNA分子は細胞を別の運命へと方向づけることができます。

Brumbaugh氏は、「Pボディは特定の遺伝子産物を一時的に隔離して機能を抑制することで、細胞のアイデンティティーの変化を制御することが、今回の研究で明らかになりました」と説明しました。

さらに注目すべきことに、研究者がPボディを破壊し、RNAを再び読み取れるようにすると、細胞はより柔軟な発生段階へ巻き戻されました。枝から幹へ戻るように、成熟して分化した細胞は柔軟性を取り戻し、別の細胞種へ再び誘導できるようになったのです。

全能性細胞の新たな可能性

この方法を用いて、チームは成熟細胞を始原生殖細胞様細胞（PGCLC）と全能性様細胞に変換しました。Brumbaugh氏は、「全能性細胞は、幹細胞生物学におけるほとんど究極の目標です。実験室でこれらの細胞を安定して得て研究することは、長年にわたり非常に困難な目標でした」と述べています。

この画期的な成果は、将来のいくつかの可能性を開きます。実験室で作製した生殖細胞は新たな不妊治療を支える可能性があり、全能性細胞は損傷した臓器や組織の再生に役立つ可能性があります。さらに重要なのは、この技術によって病気の起源をたどれる可能性です。例えば、パーキンソン病患者の神経細胞を最も初期の発生段階に戻すことで、研究者は病気がどのように始まるかを直接観察できます。

薬剤開発者は、こうした初期段階の細胞を使って、より精密な薬剤試験モデルを作ることもできます。

マイクロRNAの重要な役割

この研究では、非コードRNA、特にマイクロRNAが、どのRNA分子をPボディに保管するかを決める重要な役割を担うことも明らかになりました。こうしたマイクロRNAを調節することで、将来的に特定の病気に対する新しい治療法の開発を支えられる可能性があります。

Di Stefano氏は、「仕組みを理解することは、まだ最初の一歩にすぎません。この過程を動かす要因が分かった今、標的を定めて操作できるようになります」と話しました。

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