ミトコンドリアDNAに変異を持ったマウスを人工的に作る
筑波大学を中心とした研究グループは、ミトコンドリアのDNAに突然変異を持ち、ミトコンドリア病の特徴を示す病気のモデルになるマウス（モデルマウス）を人工的に作製することに成功したと報告しました。
ミトコンドリアは細胞の中に存在する細胞内小器官で、生命活動に必要なエネルギーを生成する機能を持ちます。ミトコンドリアは細胞の核に存在する核DNAとは異なる独自のゲノム（ミトコンドリアDNA：mtDNA）を持ち、核DNAだけでなくmtDNAにもエネルギーを作るために必要な多くの遺伝子が存在しています。そのため、mtDNAに突然変異が起こると、ミトコンドリアではエネルギーが正常に作れなくなる可能性があります。核DNAまたはmtDNAの変異により、そのようなエネルギー産生がうまくいかないことで起こる病気をミトコンドリア病と呼びます。mtDNAの突然変異は、ミトコンドリア病だけでなく、糖尿病や神経変性疾患、不妊症、がん、老化にも関連すると考えられています。
ミトコンドリア病の詳細な研究を進める上で、mtDNAに突然変異を持つモデルマウスの作製が難しいことが課題となっていました。そこで今回、研究グループはmtDNAに存在し、ミトコンドリア病や糖尿病などで病原性突然変異が認められることの多い「tRNALeu（UUR）遺伝子」に変異を持つモデルマウスの作製を進めました。
肝機能障害を伴う代謝異常を確認
こうして世界で初めて作製に成功したのが、tRNALeu（UUR）遺伝子に突然変異を持ったミトコンドリア病のモデルマウスです。研究グループはこのモデルマウスの特徴を分析し、その結果、血糖値や乳酸値の上昇、インスリン抵抗性といった代謝異常の特徴が見られることがわかりました。さらに、肝肥大、血中の肝機能不全を示す検査値の上昇が認められ、肝機能障害の特徴があることも判明しました。ミトコンドリアの形態異常やミトコンドリアの活性低下も確認されました。
研究グループは、モデルマウスについて、ミトコンドリアの内膜に存在する呼吸酵素複合体Iと呼ばれる分子の活性が低下することで、ミトコンドリアの機能不全が起こり、これらの肝機能不全を伴う代謝異常が引き起こされたことを示唆する結果が得られ、tRNALeu（UUR）遺伝子の変異によって起こるミトコンドリア機能障害や関連疾患の発症の仕組みを解明するために重要な分子基盤を提供したと説明しています。
ミトコンドリア病はエネルギー消費の多い筋肉や中枢神経系で症状が出やすく、大規模な行動解析や老化に伴う病態の悪化などを調べるためにもモデルマウスは有効であると考えられ、今後の基礎研究や治療薬の研究につながることが期待できます。（遺伝性疾患プラス編集部、協力：ステラ・メディックス）
