シーの死因は何だったのか？

要約

この記事は、1950年代にアイダホ州で羊のグループに見られた奇形の原因を発見するまでの歴史を探るQ&A形式のテキストです。研究者たちは、妊娠中の雌羊が奇形を引き起こす毒性のある植物を摂取したことが、一つ目の羊の子羊が生まれた原因だと仮説を立てました。彼らは10年以上もの間研究を行い、羊の脳と臓器の発達を妨げる分子であるサイクロパミンを含む野生のコーンリリーが犯人であることを発見しました。別の生物学者チームがサイクロパミンが細胞シグナル伝達にどのように影響するかを決定するのにさらに4十年を要し、特定のがんの治療に成功した2つの薬剤の開発につながりました。

サイクロプスの羊の謎

なぜ羊が一つ目の子羊を生んだのか？この問いにアイダホ州の牧場主たちは困惑しました。彼らは米国農務省の科学者たちに奇形を調査するように依頼しました。

犯人を探す

科学者たちは、妊娠中の雌羊が奇形を引き起こす毒性のある植物を摂取したと仮説を立てました。地元の植物のサンプルを収集し、ラットに与えて効果を再現しようとしましたが、うまくいきませんでした。そこで、彼らは直接羊を観察することにしました。一人の科学者は、群れと一緒に3つの夏を過ごしました。試行錯誤の10年後、科学者たちはついに犯人である野生のコーンリリーを発見しました。

最終的に答えを見つける

リリーには、サイクロプスの羊にちなんでサイクロパミンと名付けられた6つの連結した環を持つ活性分子が含まれていました。しかし、彼らはサイクロパミンがどのようにして奇形を引き起こすのかはわかりませんでした。さらに4十年後、生物学者たちのチームが答えを見つけました。

ハリネズミ遺伝子の仕組み

サイクロパミンがどのように機能するかを理解するには、まずハリネズミ遺伝子を理解する必要があります。この遺伝子は、マウスから人間まで多くの種に存在し、細胞に何をするか、いつそれをするかを伝えます。これらの指令は、タンパク質を使って伝えられます。ハリネズミ遺伝子自体は、細胞にハリネズミタンパク質を放出するように指示し、複雑な細胞シグナルの連鎖を開始します。

正常な健康な発達では、ハリネズミタンパク質はパッチドと呼ばれるタンパク質に結合します。これにより、スムーズネッドと呼ばれる別のタンパク質が自由に細胞にシグナルを送信し、どのような組織になるかを指示します。

サイクロパミンのシグナル伝達への干渉

サイクロパミンは、スムーズネッドに結合することでこの経路を妨害します。これにより、スムーズネッドがシグナルを送信するのを防ぎ、脳を2つの半球に形成し、指や別々の目を形成するのに必要なシグナルが伝わらなくなります。したがって、ハリネズミタンパク質がスムーズネッドを通過する道を開けているにもかかわらず、サイクロパミンはスムーズネッドが化学的なメッセージを伝えるのを阻止します。

欠陥から薬剤へ

サイクロパミンが細胞シグナル伝達に干渉することが発見され、特定のがんの治療に成功した2つの薬剤が開発されました。フィリップ・ビーチー教授率いる生物学者チームがサイクロパミンとがん治療の関係を偶然発見したとき、スムーズネッドタンパク質の制御不能な活性化が特定のがんに罹患する人々に関連していることがわかりました。

彼らは、サイクロパミンのスムーズネッドに結合する力をがんの治療に役立てることを提案しました。ただし、患者が妊娠していない場合に限ります。研究者たちは、サイクロパミンが副作用を引き起こすことがわかり、その化学的な特性が扱いにくかったため、関連する分子が安全で効果的であることがわかりました。これらの薬剤のうち2つは、2012年と2015年に承認され、皮膚が