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# 生物学 # 生化学

隠れた栄養素:キューインとキューオシン

キューインとキューオシンの栄養における重要な役割を見つけよう。

Lyubomyr Burtnyak, Yifeng Yuan, Xiaobei Pan, Lankani Gunaratne, Gabriel Silveira d’Almeida, Maria Martinelli, Colbie Reed, Jessie Fernandez Garcia, Bhargesh Indravadan Patel, Isaac Marquez, Ann E. Ehrenhofer-Murray, Manal A. Swairjo, Juan D. Alfonzo, Brian D. Green, Vincent P. Kelly, Valérie de Crécy-Lagard

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キューインとキューオシン: キューインとキューオシン: 栄養パワーハウス 密の役割を明らかにしよう。 キューインとキューオシンの健康における秘
目次

キューイン(q)とその相棒キューオシン(Q)について聞いたことないかもしれないけど、これらの小さな分子は栄養の世界で大事な役割を果たしてるんだ。これらはバクテリアが作り出すおかげで、私たちや他の生き物にとって不可欠な栄養素なんだよ。必要だけど、体内で自分たちで作ることはできないから、どうやって体に入るの?

キューインとキューオシンの栄養的重要性

健康を維持するためにはバランスの取れた食事が必要だよね?その食事にはさまざまなビタミンやミネラルが含まれているべきなんだ。キューインとキューオシンもその重要な栄養素の一部だよ。体がタンパク質、脂肪、炭水化物を必要とするのと同じように、これらの小さいけど強力な分子も必要なんだ。

でも、これらの栄養素は食べ物を通じてしか摂れないのが難しいところ。これらはtRNAっていうものに重要な役割を果たしてて、私たちの細胞がタンパク質を作る手助けをしてるんだ。言い換えれば、体がちゃんと機能するための仕組みの一部なんだよ。

Qとqの神秘的な旅

じゃあ、キューインとキューオシンはどうやって体に入るの?実は、まだ全部はわかってないんだ。植物や真菌、他の生物がこれらの栄養素を取り込むことができるけど、人間には少し助けが必要なんだ。

今のところ、研究者たちは人間が食べ物からQとqを取り込むための正確な輸送体を特定できていないんだ。動物では、腸から体全体にこれらの栄養素を運ぶ方法がまだ不明なんだよ。これは科学者にとってちょっとした謎なんだ。

彼らの輸送を詳しく見る

キューインとキューオシンは、特定されていない小さなチャネルを通じて私たちの細胞に入るよ。一旦入ると、キューオシンは私たちが使える形に変わるんだ。そこから、キューオシンはtRNAで重要な役割を果たすんだ。tRNAは遺伝子の指示を解読してタンパク質を作る手助けをしてるんだ。

キューオシンはそこで止まらないよ。さらに改良されて、タンパク質合成の過程でさらに役立つようになるんだ。でも、これらの変更がどう行われるかについてはまだたくさん学ぶことがあるんだ。

人間におけるキューインレベルの測定

じゃあ、私たちの血液中のキューインレベルについてなんだけど、研究者たちはそれが1から10 nM(ナノモルパーリットル)くらいだと推定しているよ。研究では、女性の血清濃度が約8 nMで、男性は少し低めの6.8 nMってわかったんだ。

いくつかの研究では、健康な細胞がキューインを細胞内の液体(細胞質)に取り込む方法があることが示されてるんだ。研究者たちは特別なキューイン化合物を使って、人間の細胞がどれだけうまく取り込むかを調べたんだって。彼らは主に2つの輸送システムがあることを見つけたんだ:早いのと遅いのがね。

キューインが食べ物に存在してるにもかかわらず、体には摂取量をコントロールする独自の方法があるみたい。これってすごいよね!

シグナル経路の役割

興味深いことに、私たちの細胞のシグナル経路もキューインの取り込み効率に影響を与えることがあるんだ。たとえば、特定の活性化因子が細胞内でのキューインの取り込みを高めることがあるんだ。でも、これらの物質に長時間さらされると逆効果になることもある。まるでダンスみたいに、正しい動きが完璧なハーモニーを生むけど、間違った動きはすべてを崩すような感じだね。

特定の成長因子もキューインの取り込みを増加させることに関連しているから、私たちの体には遭遇するものに基づいて適応するメカニズムが備わっているってわけ。秋にリスが冬のためにナッツを集めるようなものだね。

輸送体の発見:SLC35F2

つまり、科学者たちはキューインとキューオシンの輸送に関わる重要な役割を果たすタンパク質、SLC35F2を見つけたんだ。このタンパク質は主要な輸送体として機能していて、酵母や人間でも見つかっているんだ。まるで配達サービスみたいに、キューインとキューオシンが必要な場所に届くようにしてるんだ。

研究室の実験で、研究者たちはSLC35F2が何を取り込むかについて非常に選り好みをしていることを発見したんだ。DNAやRNAの構成要素である標準的なヌクレオベースがキューインの輸送を妨げないようにしているらしいから、特定の役割を持っていることがわかるんだ。

家族探し:SLC35ファミリーの輸送体

科学者たちはキューインとキューオシンに関連する輸送タンパク質の系統樹をたどることができたんだ。一部の生物、たとえば酵母のS. pombeや寄生虫のT. bruceiでは、SLC35F2がキューインとキューオシンの取り込みに関与する唯一の輸送体かもしれないってわかったんだ。すごく特別だよね!

研究者たちはさまざまな生物界にわたる驚くべきつながりも見出していて、これはこの輸送体が輸送する栄養素とともに進化してきたかもしれないことを示唆しているんだ。自然は本当に驚きがいっぱいだね!

輸送体の背後にある遺伝子

さらに深く掘り下げると、SLC35F2遺伝子は11番染色体に位置しているんだ。科学者たちは実験室でこの遺伝子をノックアウトして、キューインとキューオシンの輸送にどう影響するかを調べたんだ。その結果は明確だったんだ。SLC35F2がないと、細胞はキューインとキューオシンを取り込むのが難しくなるんだ。

まるでVIPパスなしでクラブに入ろうとするようなもので、入れないってことさ!この知識を使えば、科学者たちはさまざまな応用、特に健康や栄養にキューインとキューオシンを活用する方法をよりよく理解できるようになるんだ。

研究の次のステップ

SLC35F2の発見とキューイン・キューオシン輸送における役割がわかったことで、さらなる研究の舞台が整ったんだ。科学者たちは、これらの小さな分子が人間の健康に与える影響を探求したいと思っているよ。

これらの栄養素が私たちの体にどのように影響するのかを理解することで、より良い栄養のアドバイスや、特定の病気に対する治療法ができるかもしれないんだ。

がん研究との関連

興味深いことに、SLC35F2はがんとも関連があるんだ。さまざまながん組織においてSLC35F2の高い発現レベルが見つかってるんだ。このつながりは、標的療法の可能性を開くかもしれない。SLC35F2の機能をブロックしたり強化したりすることで、医者はがん細胞の挙動に影響を与えられるかもしれないんだ。

だから、もう単に栄養を超えて、キューインとキューオシンはがんとの戦いでも重要な役割を果たす可能性があるんだ。根底にあるメカニズムはまだ謎だけど、可能性はワクワクするよね!

結論

栄養の大きなタペストリーの中で、キューインとキューオシンは注目されることは少ないかもしれないけど、裏で重要な役割を果たしているんだ。科学者たちがこれらの栄養素とその輸送メカニズムの謎を解き明かし続ける中で、私たちの食事や健康の理解が想像以上に複雑で魅力的なものであることがわかるかもしれないよ。

だから、次に食事を楽しむときは、キューインやキューオシンのような小さな分子が、健康を維持するために裏で頑張っているかもしれないってことを思い出してね。私たちの食事の見えないヒーローたちに感謝だ!

オリジナルソース

タイトル: The oncogene SLC35F2 is a high-specificity transporter for the micronutrients queuine and queuosine

概要: The nucleobase queuine (q) and its nucleoside queuosine (Q) are micronutrients derived from bacteria that are acquired from the gut microbiome and/or diet in humans. Following cellular uptake, Q is incorporated at the wobble base (position 34) of tRNAs with a GUN anticodon, which is important for efficient translation. Early studies suggested that cytosolic uptake of queuine is mediated by a selective transporter that is regulated by mitogenic signals, but the identity of this transporter has remained elusive. Here, through a cross-species bioinformatic search and genetic validation, we have identified the solute carrier family member SLC35F2 as a unique transporter for both queuine and queuosine in Schizosaccharomyces pombe and Trypanosoma brucei. Furthermore, gene disruption in HeLa cells revealed that SLC35F2 is the sole transporter for queuosine in HeLa cells (Km 174 nM) and a high-affinity transporter for the queuine nucleobase (Km 67 nM), with the presence of another low-affinity transporter (Km 259 nM) in these cells. Competition uptake studies show that SLC35F2 is not a general transporter for other canonical ribonucleobases or ribonucleosides, but selectively imports q and Q. The identification of SLC35F2, an oncogene, as the transporter of both q and Q advances our understanding of how intracellular levels of queuine and queuosine are regulated and how their deficiency contributes to a variety of pathophysiological conditions, including neurological disorders and cancer. Significance StatementThe discovery of SLC35F2 as the eukaryotic transporter of queuine and queuosine is key to understanding how these micronutrients are salvaged from the human gut and distributed to different body tissues. Queuosine modification of tRNAs enhances the accuracy and efficiency of codon-anticodon pairing and regulates a range of biological and pathophysiological states, including oxidative stress responses, cancer, learning, memory, and gut homeostasis.

著者: Lyubomyr Burtnyak, Yifeng Yuan, Xiaobei Pan, Lankani Gunaratne, Gabriel Silveira d’Almeida, Maria Martinelli, Colbie Reed, Jessie Fernandez Garcia, Bhargesh Indravadan Patel, Isaac Marquez, Ann E. Ehrenhofer-Murray, Manal A. Swairjo, Juan D. Alfonzo, Brian D. Green, Vincent P. Kelly, Valérie de Crécy-Lagard

最終更新: 2024-12-11 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625470

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.625470.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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