ケルン大学のチームがNature Cell Biology誌で報告したところによると、必須アミノ酸レウシンは、品質管理因子SEL1Lを通じて重要な外側ミトコンドリア膜タンパク質を保存することで細胞のエネルギー産生を強化し、食事とオルガネラ機能をつなぎ、代謝疾患やがんへの示唆を与える。
ミトコンドリアは変動するエネルギー需要に継続的に適応する必要があり、このプロセスは栄養素によって影響を受ける。ケルン大学の遺伝学研究所および加齢研究のCECADエクセレンスクラスターで、Thorsten Hoppe教授博士率いるチームは、ミトコンドリアがこれらの需要を満たすのを助ける栄養応答経路を特定した。研究によると、レウシンは呼吸に重要である外側ミトコンドリア膜上のタンパク質を安定化し、細胞のエネルギー出力を向上させる。（ScienceDaily；ケルン大学広報室。） (sciencedaily.com)
論文「Leucine inhibits degradation of outer mitochondrial membrane proteins to adapt mitochondrial respiration」では、レウシンが細胞のタンパク質品質管理システムの構成要素であるSEL1Lの活性を低下させ、これらの外膜タンパク質の分解を制限し、ミトコンドリアのパフォーマンスをサポートすることを報告している。Nature Cell Biologyはさらに、アミノ酸センシングをミトコンドリアのプロテオスタシスに結びつけるレウシン–GCN2–SEL1L軸を詳述している。（Nature Cell Biology。） (nature.com)
「細胞の栄養状態、特にレウシンレベルがエネルギー産生に直接影響することを発見し、興奮しました」と、研究の第一著者であるQiaochu Li博士は述べた。「このメカニズムは、栄養豊富な時期に細胞が増加したエネルギー需要に迅速に適応することを可能にします。」Liは注意点を追加した：「レウシンとSEL1Lのレベルを調整することはエネルギー産生を高める戦略となり得る。しかし、慎重に進めることが重要です。SEL1Lはまた、損傷タンパク質の蓄積を防ぐ重要な役割を果たし、これは長期的な細胞健康に不可欠です。」（ScienceDaily；ケルン大学。） (sciencedaily.com)
著者らは複数のシステムでメカニズムをテストした。Caenorhabditis elegansでは、レウシン分解の欠陥がミトコンドリア機能を損ない、生殖問題と関連していた。ヒト肺がん細胞では、細胞内分岐鎖アミノ酸の上昇が外膜タンパク質のユビキチン化を減少させ、ミトコンドリアタンパク質輸入阻害への耐性を増加させ、著者らはこれが将来のがん研究に役立つ可能性があると述べている。（Nature Cell Biology；ケルン大学。） (nature.com)
レウシンは、乳製品、肉、豆類などのタンパク質豊富な食品から得られる必須アミノ酸である。この研究は潜在的な治療標的を示唆するが、研究者らはSEL1Lが損傷タンパク質の蓄積を防ぐのにも重要であるため、どんな介入も慎重に行う必要があると指摘している。（ScienceDaily；ケルン大学。） (sciencedaily.com)
資金は、CECAD内のドイツの卓越性戦略、ドイツ研究財団（DFG）の共同研究センター、欧州研究評議会（ERC Advanced Grant “CellularPQCD”）、アレクサンダー・フォン・フンボルト財団から提供された。研究は2025年10月31日にNature Cell Biology誌にオンラインで掲載された（DOI: 10.1038/s41556-025-01799-3）。（ScienceDaily；ケルン大学；Nature Cell Biology。） (sciencedaily.com)
