研究活動研究者が語る 東薬の先端研究 翻訳後修飾を操ることにより生命を理解し、疾患の治療薬を作る

生命の設計図はDNAですが、DNA自身が生命活動を行っている訳ではありません。DNAの設計図通りにセントラルドグマにより作られたタンパク質が実際の生命活動を行っています。DNAの設計図、すなわちDNAの塩基配列にしたがって作られたタンパク質は、そのままの姿で機能するものは稀で、多くのタンパク質は翻訳後に様々な修飾（翻訳後修飾）を受けます。翻訳後修飾には様々な種類があり、メチル化やアセチル化などの低分子化合物が結合する場合や、タンパク質や糖などの高分子化合物が結合する場合もあります。これら翻訳後修飾によってタンパク質の機能が調節されています。すなわち、タンパク質がどのような機能を持っているのかは、ゲノムDNA中にコードされているアミノ酸配列によって決まりますが、タンパク質がいつ、どこで、どのように働くかは、翻訳後修飾によって決まります。

この遺伝子発現パターンがおかしくなると、細胞は正常な機能を保てなくなるので、がんなどの疾患の原因となります。がんの主な原因は、遺伝子の塩基配列の異常（変異）ですが、遺伝子の発現パターンの異常もがんの原因になることが分かってきました。その場合、遺伝子の発現パターンを元に戻してあげれば治療できるということになります。ヒストンを含めたタンパク質の翻訳後修飾は酵素によって可逆的に制御されています。したがって、翻訳後修飾を制御する酵素の活性を調節するような化合物は薬になる可能性があります。実際、ヒストンの脱アセチル化酵素を阻害する化合物は、白血病の治療薬として臨床の場で使われています。

ヒストン以外にも様々なタンパク質が翻訳後修飾されます。例えば、ヒトの細胞では、アセチル化されるタンパク質はヒストン以外に3,000種類以上存在することが示唆されています。しかし、その機能が明らかになっているのはごく一部です。また、翻訳後修飾の種類も様々で、中には機能がほとんど分かっていない修飾も存在します。私達は、ヒストンの翻訳後修飾に加えて、機能未知の翻訳後修飾についても研究を進めています。新しい翻訳後修飾による生命機能調節機構の解明に挑むとともに、疾患関与についても明らかにし、創薬へと繋げていきたいと考えています。