プロトフェクション

プロトフェクションとは、タンパク質を介した外来ミトコンドリアDNA（mtDNA）の組織内細胞のミトコンドリアへの導入であり、すでに存在する天然ミトコンドリアDNAを補充または置換する。この技術により、完全なmtDNAゲノムまたはポリメラーゼ連鎖反応によって生成されたmtDNAの断片のみを標的ミトコンドリアに導入することができる。^[1]

科学者たちは、プロトフェクションがミトコンドリア疾患の患者に有益であるという仮説をここ数十年立ててきました。この技術は最近開発されたもので、継続的に改良されています。ミトコンドリアDNAは加齢とともに徐々に損傷を受けるため、この技術は古い組織のミトコンドリアを少なくとも部分的に若返らせ、本来の若々しい機能を取り戻す方法となるかもしれません。^{[1] [2]}

プロトフェクションは開発中の技術であり、継続的に改善されています。mtDNA と複合した特定のタンパク質導入システムが開発され、これにより mtDNA が標的細胞の膜を通過してミトコンドリアを標的とすることが可能になります。使用される導入システムは、タンパク質導入ドメイン、ミトコンドリア局在配列、およびミトコンドリア転写因子 Aで構成されています。これらはそれぞれ、プロトフェクションで特定の役割を果たします。

• タンパク質伝達ドメインは、細胞の細胞膜を独立して通過できるタンパク質の小さな領域であるため必要です。
• プロトフェクションでは、mtDNA がミトコンドリアに入ることを可能にするため、特定のミトコンドリア局在配列が使用されます。
• ミトコンドリア転写因子 A は、ミトコンドリアに入る mtDNA をほどくために使用されます。これは、mtDNA の複製にとって重要です。

このプロセスにより、標的細胞のミトコンドリア内に存在するmtDNAの量が増加する可能性がある。^[3]

プロトフェクションが初めて使用されて以来、この伝達システムは微調整され、修正されてきました。以前はPTD-MLS-TFAM複合体と呼ばれていた複合体の名前を短縮するために、現在はMTD-TFAMと名付けられています。MTDはミトコンドリア伝達ドメインの略で、タンパク質伝達ドメインとミトコンドリア局在配列が含まれています。^[4]

ミトコンドリア疾患に関する仮説の1つは、ミトコンドリアの損傷と機能不全が老化に重要な役割を果たしているというものです。プロトフェクションは、レーバー遺伝性視神経症などの遺伝性ミトコンドリア疾患の遺伝子治療を構築するための実行可能な実験技術として研究されています。研究では、プロトフェクションが標的細胞のミトコンドリア機能の改善につながる可能性があることが示されています。^{[5] [6]}

プロトフェクションは、改変または人工ミトコンドリアに適用できる。ミトコンドリアは、エネルギー生産を損なうことなく、フリーラジカルをほとんどまたはまったく生成しないように改変できる。最近の研究では、ミトコンドリア移植は、心臓発作などの死んだ組織や死にかけの組織を若返らせるのに役立つ可能性があることが実証されている。心臓発作では、ミトコンドリアが細胞の最初の部分として死ぬ。^[7]

• Protofection に何が起こったのか? 過去数年間の Protofection 開発の背景を説明する記事。
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