糖鎖とは?核酸・タンパク質に次ぐ第三の鎖について。

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核酸(DNA・RNA)に次ぐ第三の鎖と呼ばれている糖鎖をご存知ですか?糖鎖に関連した研究でノーベル賞が受賞されたり、近年研究が進められている糖鎖についてまだまだご存知ない方も多いかと思います。

こちらのページでは糖鎖の概要から、どのような研究が進められているか、という点についてまでご紹介していきます。

そもそも糖鎖とは?

糖鎖は文字通り、「糖」が「鎖」状に連なった生体物質であり、その構造から核酸・タンパク質に次ぐ、第三の鎖と呼ばれています。この糖鎖は生物のほぼ全ての細胞の表面を覆っており、細胞同士の情報交換などの役割を担っています。

あらゆる細胞の表面に存在するため、人間のあらゆる生命現象に関与しており、非常に重要な生体物質であるとされています。

糖鎖は血液型の決定にも関与している

糖鎖の働きを示す一例として血液型が挙げられます。A型・B型・O型・AB型の4種類に分類される血液型がどのように判別されているかご存知ですか?

赤血球の表面にある糖鎖の構造の違いによって血液型は区分されています。このように実は知られていないところで糖鎖という物質が関連しているんです。

年々減少・劣化してしまう

この糖鎖は加齢や日々の生活のストレスなどによって減少したり、劣化していくと言われています。細胞同士の情報伝達の役割を担う糖鎖が減少したり劣化してしまうとあらゆる機能が低下してしまう可能性があります。そこで糖鎖を構成している単糖(通称:糖鎖栄養素)を摂取しようと考えるかと思いますが、食事から補えるのはごく一部なんです。

糖鎖を構成する主な単糖8個のうち、6個は日々の食事から補いにくいと言われています。2個(グルコース・ガラクトース)は比較的容易に摂取できるものの、大半が摂取しにくいことからサプリメントなどの活用に注目が集まっています。

糖鎖の研究が日々進められている

ここまで糖鎖の働きなどについて紹介してきましたが、実は糖鎖の働きが全て解明されているわけではありません。その理由は構造の複雑さにあります。

あらゆる糖が複雑な組み合わせ・順序・構造で鎖状になっているため研究が難しく、他の生命物質に比べると研究が遅れていると言われています。そんな中でも、近年糖鎖に関する研究発表がなされ、さらなる研究を進めるべく動き出しています。

糖鎖とノーベル賞

2002年にノーベル化学賞を受賞した田中耕一氏の研究は糖鎖とも関連しています。「生体高分子の同定および構造解析のための手法の開発」という受賞理由でノーベル化学賞を受賞していますが、その手法のうちの一つが「血液一滴で病気を早期発見する技術」です。これは糖鎖の状態を簡単に分析できる手法で、あらゆる病気の早期発見への応用が期待されています。

糖鎖と老化

糖鎖と老化の関連性に関しては、「皮膚が老化すると「幹細胞の顔」が変わる!―加齢に伴う皮膚幹細胞の糖鎖変化の解析に成功―」と国立研究開発法人日本医療研究開発機より発表がなされています。

これは皮膚の老化に伴って幹細胞の糖鎖修飾パターンが変化することを発見したもので、老化型の糖鎖を持つ皮膚幹細胞では細胞の増殖が顕著に低下していったことが明らかになっています。糖鎖を標的にした皮膚幹細胞の老化検出や老化の制御といったことへの応用に注目が集まっています。

2021年度から150億円規模のプロジェクトが発足

糖鎖についてさらなる研究を進めるべく、複数の大学や研究機構が共同で研究プロジェクトを行うこととなり2021年にシンポジウムも開かれています。

取り組むのは「糖鎖」の研究だ。ブドウ糖などの単糖類が連なった物質で、生物の細胞表面を覆うように存在している。DNAやたんぱく質に次ぐ「第三の生命鎖」とも呼ばれる。DNAなどとともに生命活動を支え、病気発生のメカニズムとも深く関係しているため、その網羅的な解明が待たれている。

https://www.nikkei.com/article/DGKKZO79421090R20C22A1TJN000/?unlock=1

全塩基配列を解明したDNAの研究に続き、人の全糖鎖情報を解明することが目標とされています。この研究により糖鎖が関連している免疫や老化などについても明らかになるのではと注目を集めています。

このようにあらゆる働きがありながらも全てが解明されていない糖鎖。向こう10年でさらなる研究が見込まれています。糖鎖の重要性を知るとともに、「体と心にストレスをかけない」「糖鎖栄養素を摂取する」といった形でしっかりと糖鎖ケアを進めていきましょう。

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