代謝プロセスや細胞分裂など、細胞内の多くの重要な機能は、リン酸化と呼ばれるプロセスによって制御されています。エネルギーキャリア分子は特定のタンパク質に結合します。この可逆的なプロセスによりタンパク質の構造が変化し、タンパク質が活性化されて特定の機能を実行できるようになります。したがって、タンパク質のリン酸化は、電気機器のオンまたはオフに相当します。
分子スイッチがオンかオフかは、いわゆるキナーゼによって制御されます。約 500 の既知のキナーゼは、細胞内の全タンパク質の約 30 パーセントのリン酸化を開始できます。これらの複雑な細胞プロセスはがんの発生にも関与しているため、これらの研究は科学的に非常に重要です。
しかしこれまで、科学者は複雑なキナーゼネットワークを調査するために利用できる非常に大まかな方法しか持っていませんでした。しかし、クラウス・ハーンらによるいわゆる「工学的アロステリック制御」のおかげで、将来的には個々のキナーゼに特異的にアクセスできるようになるだろう。研究者らは人工的に生成した分子をキナーゼに結合させ、酵素を振動させた。このように乱れた状態では、車はその役割を果たせなくなり、ハンドブレーキがかかっていると発進できない車に匹敵します。しかし、有効成分を加えるとキナーゼは再び緩んだのでしょうか？ハンドブレーキが解除され、酵素は再びその機能を果たすことができました。
この方法により、特定のキナーゼのスイッチをオフにすることが細胞の機能に与える影響を注意深く監視することが可能になります。科学者らによると、これにより、彼らが開発したプロセスにさまざまな応用が可能になるという。 「キナーゼ機能を正確に制御できることで、幅広い新しい科学的発見への扉が開かれます」とハーン氏は嬉しそうに言う。この新しい技術は、がんや他の多くの疾患に関連する細胞シグナル伝達経路の解明を大幅に簡素化するだけではありません。むしろ、これまで使用されてきた時間と費用のかかる方法も過去のものになるでしょう。
