ユタ大学の研究者らは、マラリア原虫の体内にある鉄分を多く含むヘモゾインの結晶が、寄生虫の消化器官内を移動するのは、結晶表面の過酸化水素が関与する反応が化学的推進力を生み出すためであると報告した。Proceedings of the National Academy of Sciences誌に掲載されたこの研究は、長年観察されてきた現象と過酸化物化学を関連づけるもので、新しい抗マラリア薬戦略や、マイクロ・ナノスケールの人工デバイスのアイデアを示唆するものである。
マラリア原虫Plasmodium falciparumは、ヘモグロビン消化の際に放出されるヘムを無毒化する際に、鉄を含むヘモゾインの結晶を生成する。研究者たちは、これらの結晶が寄生虫が生きている間は寄生虫の消化区画(しばしば食物胞と呼ばれる)内で動き、寄生虫が死ぬと動きが止まることを長い間観察してきた。
ユタ大学の生化学者ポール・A・シガラ(Paul A. Sigala)率いる研究チームは、この動きが過酸化水素(H_2O_2)を含む化学反応によって駆動されていることを示す証拠を報告した。研究チームは、ヘモゾインは過酸化水素との反応を触媒することができ、単離されたヘモゾインの結晶を過酸化水素にさらすと動くことを発見した。
研究者らはまた、寄生虫の環境を操作して過酸化物関連の化学反応を低下させると、寄生虫が生存している場合でも、結晶の移動を遅らせることができると報告している。ユタ大学の説明では、ポスドク研究員のエリカ・ヘイスティングス氏は、基礎となる過酸化物分解反応は推進技術に広く使われていると述べ、寄生虫に特異的な化学反応を特定することで、薬剤開発の方向性が開けると主張した。
研究チームは、結晶を動かし続けることで、過酸化水素を消費して酸化ストレスに対処し、結晶の凝集を防いで有毒なヘムを処理するための反応性表面を維持できるのではないかと提案している。研究チームは、この現象を、自走する金属ナノ粒子の生物学的な例として説明している。
この研究「マラリア原虫におけるヘモゾイン結晶運動の化学的推進」は、2025年に米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載され(122巻44号)、ヘイスティングス博士らが執筆した。研究者らによると、この研究結果は、結晶表面化学に干渉する抗マラリアアプローチを設計する取り組みに役立つ可能性があり、また標的薬物送達などの応用のための人工自走粒子に関連する概念を提供する可能性もあるという。