大隅良典教授がノーベル賞を受賞した断食の秘密。オートファジーの仕組み

体の細胞が、毎日新しいものと入れ替わっていることはご存知ですよね？その入れ替わる周期は、臓器によって差があるんです。中には、細胞を一切入れ替えない臓器も存在するんですよ。でもそういえば、古くなった用済みの細胞は一体どこへ行くんでしょうね？

日本の分子細胞生物学の大隈良典博士は、何年もこの仕組みを研究されてきました。この仕組みが正しく働かないと、糖尿病やパーキンソン病、高齢者の病気、がんなどが引き起こされることがわかっています。そして、断食を行うと、細胞が長生きし、より多くのエネルギーを生み出すようになることがわかったんです。

　「オートファジーのメカニズムの発見」により、大隅良典さん（東京工業大学栄誉教授）に2016年のノーベル医学・生理学賞が贈られました。オートファジーは、酵母や植物、動物など、すべての真核生物に備わっている細胞内の浄化・リサイクルシステムです。細胞内の変性タンパク質や不良ミトコンドリア、さらには細胞内に侵入した病原性細菌などを分解して浄化することで、さまざまな病気から生体を守っています。また栄養状態が悪くなったとき、過剰なタンパク質を分解して、生存に必要なタンパク質にリサイクルします。

　大隅さんは1993年、酵母を使った実験により、オートファジーに欠かせない遺伝子を14種類発見し、それらの遺伝子からつくられるAtgと呼ばれるタンパク質群の機能を調べる研究を進めました。「その1993年の論文が、ノーベル賞で最も評価されたものです。現在、酵母の主要Atgタンパク質は18種類知られていますが、大隅先生はその大半を1993年に発見され、オートファジー研究の礎を築かれたのです」。微生物化学研究所の野田展生さんはそう解説します。

　タンパク質の構造が分からなければ、その機能メカニズムを解明することはできません。そこで大隅さんは2001年、北海道大学の教授だった稲垣冬彦さんにAtgタンパク質の構造解析を依頼しました。その解析を担当したのが、学位を取って稲垣研究室に赴任したばかりの野田さんでした。「当時Atgタンパク質群の構造解析は1種類も行われていませんでした」。こうして野田さんたちは、世界に先駆けて、タンパク質の構造からオートファジーの仕組みに迫る研究を始めました。

オートファジーが始まる仕組みが構造から見えてきた