2016年のノーベル医学・生理学賞は、細胞が自身の一部を「消化」するプロセスであるオートファジーのメカニズムに関する重要な発見により、科学者大隅良典氏に授与された。 大隅氏の発見は、とりわけ神経変性疾患、がん、2型糖尿病におけるオートファジーの役割を理解する扉を開きました。

栄養失調の生物では、オートファジーは生存戦略であり、細胞がより重要な活動のために栄養素を再分配できるようにします。 また、すでに使い古されたり老化した細胞小器官を破壊することも可能になり、一種の品質管理が保証されます。 オルガネラは細胞内に存在する構造物であり、生命を維持する上で重要な機能を果たします。

オートファジーの概念は 1960 年代に発見され、細胞が自身の成分を「カプセル化」し、膜で囲み、リソソームと呼ばれるリサイクル区画に輸送し、そこでこれらの成分が破壊されることが観察されました。

しかし、大隅氏がオートファジーに関与する遺伝子を同定するために酵母を使った一連の実験を行った1990年代初頭まで、このメカニズムについてはほとんど知られていなかった。 彼は酵母におけるオートファジーのメカニズムを理解し、同様のプロセスが私たちの細胞でも起こっていることを示しました。

大隅氏はノーベル賞受賞を知った後、「驚いた。私は自分の研究室にいた」と受賞団体のインタビューで語った。 「今では当初よりもさらに多くの疑問が生じています」と大隅氏は語った。

この科学者は1945年に日本の福岡県で生まれ、現在は東京工業大学の教授を務めている。 彼はノーベル賞を受賞した23人目の日本人科学者であり、6人目のノーベル医学賞受賞者です。

スウェーデンのカロリンスカ研究所のノーベル総会は、「大隅氏の発見は、細胞がその内容物をどのようにリサイクルするかについての理解において、新たなパラダイムをもたらした」と、スウェーデン王冠800万ドル（302万8000レアル相当）の受賞者を発表する声明で述べた。

オートファジーと病気
大隅氏の発見は、飢餓への適応や感染症への対応などのプロセスにおけるオートファジーの重要性を理解するのに役立った。 オートファジーは、胚の発生、がん、神経疾患などのいくつかのプロセスに関与しています。

オートファジー機構の問題は、パーキンソン病、2 型糖尿病、その他の老化関連疾患の発生に関連しています。 さらに、オートファジーを担う遺伝子の変異も病気の発症につながる可能性があります。

多くの研究が、老化やアルツハイマー病などの神経変性疾患における神経保護戦略としてオートファジーを指摘しています。

体験談
大隅氏は1980年代後半から、ヒトのリソソームに相当する酵母細胞の細胞内小器官構造である液胞に研究を集中させた。

最初の課題は、オートファジーが酵母細胞に存在することを証明することでした。 そこから、彼はプロセスに関与する遺伝子を特定する方法を手に入れました。

化学物質を使用して科学者はいくつかの遺伝子に突然変異を誘発し、その変化が酵母細胞のオートファジープロセスに影響を与えるかどうかを確認しました。 1 年以内に、彼はオートファジーに関連する最初の遺伝子をすでに特定していました。 これにより、彼はこの細胞の自己消化プロセスに関与するタンパク質を特定し、このメカニズムを深く理解することができました。 大隅教授は、オートファジーに必須の遺伝子を合計 15 個特定しました。

ブラジル人グループの研究対象
ブラジルでは、オートファジー研究に特化したグループの 1 つが、サンパウロ連邦大学 (Unifesp) の細胞シグナル伝達と死の研究室であり、現在 Unifesp の学部長であるソラヤ スビ スマイリ教授がコーディネートを担当しています。 「大隅博士の発見は非常に重要であり、医学全般への非常に大きな貢献です」と学部長は言う。

彼女は、オートファジーはすでに知られていたが、なぜオートファジーが起こるのか、またこのプロセスを活性化する分子機構は不明であると指摘する。 ノーベル賞を受賞したこの発見は、オートファジーのプロセスを制御する遺伝子の一部を特定し、オートファジーを操作して病気を治療または制御する可能性を切り開きました。

「細胞がミスフォールドしたタンパク質を生成すると、オートファジーが介入して細胞を死滅させることなくタンパク質を除去します。 このプロセスを操作する方法を知っていれば、パーキンソン病やアルツハイマー病など、現在不治の病を治療できるようになります。

たとえば、パーキンソン病では、細胞内に蓄積するタンパク質の奇形が発生し、ニューロンの死を引き起こします。 「脳細胞のオートファジーを刺激すると、パーキンソン病やアルツハイマー病などの病気を治療でき、患者は脳に大きな損傷を与えることなく長く生存できるようになります」とソラヤ氏は説明する。 彼の研究室は、ケンブリッジ大学の研究者デイビッド・ルビンシュタインと協力して、神経変性疾患を治療するためのオートファジーの使用に関する研究に取り組んでいます。

一方で、オートファジーは病気を悪化させる可能性もあります。 これは癌の場合に当てはまります。 「ガン細胞など、身体にとって無関係な細胞でオートファジーが発生すると、そのプロセスにより細胞は生き残って治療に対する耐性が得られます」と彼は説明する。 この場合、将来の治療の目標は、がん細胞のオートファジー関連遺伝子をオフにしてがん細胞を死滅させることになるでしょう。 彼のグループは今年、結腸がんに適用されたこの戦略に関する研究を発表した。

同研究室は、長寿を維持するための重要なメカニズムとしてオートファジーを評価する一連の研究にも取り組んでいる。 栄養素の欠乏はオートファジーのプロセスを刺激するため、研究者たちは、このカロリー制限が長寿を促進する可能性があるという仮説に取り組んでいます。 「正常細胞の有益なオートファジーを刺激することで、これらの細胞はより長く生存します。なぜなら、奇形タンパク質などの特定の欠陥が現れると、細胞自体がそれを除去するからです。」

ノーベル医学賞
ノーベル医学賞は 1901 年から授与されており、200 人以上の功績が称えられています。 死後の賞はありません。

このノーベル賞を受賞した最年少の研究者は、インスリンの発見により、1923 年に 32 歳のフレデリック G. バンティングでした。

ダイナマイトの発明者アルフレッド・ノーベルの名を冠した賞は、1915年、1916年、1917年、1918年、1921年、1925年、1940年、1941年、1942年の9回、発表されなかった。

物理学、化学、そして平和
毎年、医学は常に最初にノーベル賞を受賞する分野です。 今週火曜日(4)は物理、水曜日(5)化学と金曜日(7)平和、来週月曜日(10)は経済が発表されます。

勝者は通常、公式発表当日に陪審員によって発表され、事前に出場選手のリストは公開されていないため、たとえ優勝候補がいたとしても、発表は常にサプライズで行われます。

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2016年：大隅良典氏（日本）、細胞がどのように再生するのか、また飢餓や感染症に対する体の反応を理解するために重要なオートファジーの研究に対して。

トップ写真：東京工業大学/ロイター経由の配布資料