細胞の分子生物学 第18章 細胞死

 担当：小林駿平

参加者：6名

【議論点】
なぜ実行カスパーゼの活性化は開始カスパーゼを介して行われるのか

１．アポトーシスの過程

アポトーシス誘発シグナルにより、開始カスパーゼの二量体を形成

→プロテアーゼドメインを活性化させ、特定部位を切断する

→実行カスパーゼ二量体が活性化

→アポトーシスが起こる

２．開始カスパーゼの特徴、機能

・通常は活性のない水溶性単量体

・一つの開始カスパーゼが複数の実行カスパーゼを活性化（連鎖増幅）

３．実行カスパーゼしかない場合のメリットデメリット

メリット

・二段階だったものが一段階になるため、処理がはやくなる

デメリット

・シグナルが大量に必要になる（種類、量）

・局在性が生まれ、細胞内の移動に余計な時間がかかる

４．開始カスパーゼを介した二段階制御のメリット

・連鎖増幅により効率が上がっている

・二段階制御の方がミスが少ない

・抑制と活性の制御が簡単（細胞死の量の制御）

→一つの受容体で活性と抑制両方のシグナルを受け取り制御を行うよりも、

　別々の受容体で受け取り、後に情報を統合したほうが制御が容易

・異なる入力経路に対し、同じ実行カスパーゼを使える

→開始カスパーゼを介することで、内因性と外因性のアポトーシス両方に、

　１種類の実行カスパーゼが適用できるため効率的

５．結論
二段階制御の方が効率や制御の容易さなどの観点でメリットが大きいため、実行カスパーゼの活性化は開始カスパーゼを介していると考えられる。

News & Views How DNA and RNA subunits might have formed to make the first genetic alphabet

 担当：近藤

参加者：6名

【議論点】

本文の仮説が正しかった場合，RNAとDNAの両方のヌクレオチドを含む核酸分子はなぜ分離をしたのか

1. DNAとRNAの構造的なちがい
   ・糖が異なる
   ・塩基の違い（ATGC）と（AUGC）
   ・RNA1本鎖、DNAは2本鎖
   ・DNAは変異が少ない
   ・RNAは分解されやすい
   ・DNAは構造を作りにくい（安定）
   ・RNAは水素結合しやすい
2. DNAとRNAの機能的な違い
   ・DNA（2億5000万塩基対）RNA（数千塩基対）
   ・RNA1本鎖、DNAは2本鎖（lifespan）
   ・DNAは極性がない
   ・DNA情報の保持、RNA伝令、アダプター
3. RNAとDNAの両方のヌクレオチドを含む状態の定義 ・同じ分子内にDNA（情報保持）RNA（伝達）が両方の機能がある ・伝達と情報保持の区別はない伝達分子のみを分解する酵素はない →分解する場合、遺伝情報自体も両方分解 ・塩基対ができる→2本鎖になれる ・分子の状態で機能を区別できる
4. 核酸分子を分離したことによるメリット
   ・必要な部分のみを切り出せる（状態を区別できない場合） ・伝達分子のみを分解することができる（状態を区別できない場合） ・状態（複製と転写）の区別が簡単 ・遺伝情報の修復の際に（一本鎖になるから）状態の区別が難しい（状態で区別する際）
5. 結論
   RNAとDNAを分離した方がメリットが大きいため分離したと考えられる。

News & Views: A safe fix for alcohol-derived DNA damage

担当: 高橋宏

参加者: 6名

URL: https://www.nature.com/articles/d41586-020-00462-1

【議論点】

　容易にアポトーシスを選択することは危険なのか

1. アポトーシスのメリット・デメリット

　メリット

　・誤りはなさそう

　デメリット

　・リサイクルできない(エネルギー多)

　・限界が早く来そう(細胞分裂の回数に限界があるから)

2. リサイクルできない事により生じる問題点

　A.アポトーシスした細胞を作る必要がある

　B.アポトーシスされてしまうから

　C.アポトーシスの回数が増えるから

3. A,B,Cの詳細な問題点

　A.エネルギーが多く必要

　　→子供の数が減る

　B.役割を担う細胞が減る(多細胞生物)

　　→常に予備が必要になる

　　　予備を作るのにもエネルギーが必要

　C.アポトーシスが正常に機能しなくなる可能性が増える

　　→癌化の危険性が増える

　　　→アポトーシスの経路も複数必要になる

4. 細胞分裂の限界

　・細胞分裂し尽くして、なくなる機能がでてくる(予備もなくなる)

　・細胞分裂の回数を増やす必要がある

　　→ミューテーションが蓄積してしまう

5. 結論

機能の喪失や癌化の危険性が高まるので容易にアポトーシスを選択することは危険である。

Nature Podcast: Revealed: the impact of noise and light pollution on birds(Coronapod)

担当: 高橋和

参加者: 6名

URL: Revealed: the impact of noise and light pollution on birds

【議論点】
ワクチンの開発期間の長さはウイルスの特徴と関連があるのか

1. 新型コロナウイルスについて
・コロナウイルスの特徴: 

    年齢と基礎疾患が症状の重さに関係している，症状にばらつきがある
・HIVと比べるとゲノムサイズは約３倍大きい(1万:3万)

    →ゲノムサイズと開発期間の長さに関係はない
・ワクチンの開発期間:構想からFDAの認可まで
・ワクチンの開発は通常10~20年なのになぜこんなに早くできるのか

2. 開発の早い要因(ウイルス)

・構造的な要因

・変異率の低さ

・年齢が低いと症状が軽いので，治験がしやすい

・感染の特性(無症状でも拡散する)

3. 開発が早い要因(環境)

・需要に対しての開発競争がある

・(過去と比べて)解析技術の向上

　国からの支援

・規制の緩和

・副作用の賠償責任の減責(JP?)

・治験に対して，13億円程度の補助がある(UK)

4. 開発競争の要因

・期待される利益が大きい

・量が必要なため，2番手以降でも収益が出る

　→対象のウイルスの型が多いため

　→人種によって症状が異なる可能性があるため

・国益

・資金回収のしやすさ

・コマーシャル効果(技術力を比べる機会として)

5. 結論

開発期間とウイルスの特徴の直接的な関係は見られなかったが，環境的な要因でワクチンの開発が従来より早く進められている．