東大,水晶体が透明になる仕組みを解明

東京大学の研究グループは,眼の水晶体を透明にする仕組みとして,新たな細胞内分解システムを発見した(ニュースリリース)。

人間を構成する個々の細胞には,核,ミトコンドリア,小胞体などの膜に覆われた細胞小器官が備わっているが,眼の水晶体では,その成熟の過程で細胞内のすべての細胞小器官が消失することが知られている。

水晶体は光を網膜に集める機能を担う透明な組織であり,細胞小器官の分解は,水晶体の機能獲得に重要な役割を果たしていると考えらる。しかし,その詳細な仕組みや意義はほとんど明らかにされていなかった。

水晶体は上皮細胞とそれから分化した線維細胞によって構成されている。細胞小器官の分解は,線維細胞への分化の最終段階で起こる。これまでに,核DNAを分解する酵素は同定されていたが,その他の細胞小器官(ミトコンドリア,小胞体,リソソームなど)の分解の仕組みは不明だった。

研究グループはこれまでに,通常の細胞で細胞小器官の分解を担うオートファジーは水晶体の細胞小器官の分解には必要がないことを見いだしていており,水晶体にはオートファジーとは異なる新しい細胞小器官分解システムが存在することが予想されていた。

今回,研究グループは,生きたままのゼブラフィッシュの水晶体で、細胞小器官が分解される様子を捉えることに成功した。さらに,小胞体,ミトコンドリア,リソソームなどの細胞小器官が,サイトゾル(細胞質(細胞内の核以外の部分)のうち,細胞小器官や細胞骨格などの大型の構造を除いた可溶性の部分)に存在する脂質分解酵素(PLAAT ファミリー酵素)によって分解されることを明らかにした。

この新しい細胞小器官分解システムはマウスの水晶体にも備わっており,ゼブラフィッシュ,マウスのいずれでも水晶体の透明化に必要であることがわかった。

研究グループはこの成果について,細胞生物学や発生学に残されていた重要な課題の一つ,「大規模な細胞小器官分解の仕組みとその意義」を解明した画期的な成果だとする。また,水晶体細胞の分化のメカニズムを明らかにするとともに,細胞内分解システムの多様性の理解につながるものだとしている。

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