哺乳類も「硫黄呼吸」を行っていた―東北大、世界初の発見
2017年10月29日 21:02
我々は酸素を代謝し、二酸化炭素を排出する。言わずと知れた、「酸素呼吸」である。ある種の特異な生物は、硫黄やその化合物を代謝してエネルギーを得る。これは20世紀終わり頃から知られていた事実である。ところが、われわれヒトを含む哺乳類も、酸素呼吸と並行して硫黄の代謝、すなわち「硫黄呼吸」を行っていた、という事実を、東北大学の赤池孝章教授らのグループが突き止めた。
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人体は酸素を何に用いているのかというと、そのほとんどは細胞内のエネルギー生産工場にあたるミトコンドリアで消費されている。だが、高等生物の体内には低酸素状態に置かれる細胞や組織もあり、酸素以外のエネルギー系が存在する可能性は以前から指摘されていた。
また、そもそも地球に生命が誕生した頃、最新の説に従えば約40億年前、最初の生命は硫黄を代謝していた。すなわち、硫黄による代謝は原理的には可能であり、人体における未知のエネルギー代謝系の正体として有力な候補だったのである。
赤池教授の研究グループは、硫黄を含むアミノ酸・システインにさらに硫黄が付加された物質、システインパースルフィドが、哺乳類の体内に多量に存在することを既に明らかにしていた。そして今回、このシステインパースルフィドが、ミトコンドリアにおける全く新しい未知の代謝経路に関わっていたことを確認したのだ。
この代謝経路に、赤池教授らは「硫黄呼吸」という名を付けた。そしてこの「硫黄呼吸」に必要な代謝経路を持たないマウスを作成したところ、マウスの成長は非常に悪くなる、という事実が判明した。すなわち、「硫黄呼吸」は、生命活動にとって極めて重要な役割を果たしている、という事実が示唆されるのである。
この硫黄呼吸は、癌細胞の生存に大きく関わっていると推測され、その点を利用した何らかの癌の治療法の確立などが今後期待される。
なお、研究の詳細は、英国科学誌「Nature Communications」にオンライン掲載されている。（記事：藤沢文太・記事一覧を見る）