ハーバード医学部の科学者たちが発見した興味深い発見は、米航空宇宙局（NASA）の注目を集めている。科学誌に発表されたこの研究は、老化を逆転させ、DNA修復を改善する薬を生み出し、NASAが宇宙飛行士を火星に送るのを助ける可能性もある。

年齢が上がるにつれて、細胞がDNAを修復する能力が低下し、損傷が蓄積され、最終的には細胞機能障害を引き起こす。ニコチンアミドアデニン二ヌクレオチド（NAD+）は、タンパク質間の相互作用を調節し、DNA修復を制御する天然に人間の体内に存在する分子である。NAD+増強剤ニコチンアミドモノヌクレオチド（NMN）によるマウスの治療は、放射線暴露と老化によるDNA損傷を修復する能力を高めることができる。宇宙飛行士のDNAも宇宙放射線によって損傷され、NMNは将来の任務で回復するのに役立つかもしれない。

同研究の主な著者であるハーバード医学部とニューサウスウェールズ大学のデイビッド・シンクレア教授はプレスリリースで、「マウスの細胞は1週間の治療を経ただけで、若いマウスの細胞と変わらない」と述べた。

NMN治療刺激細胞DNA修復

この発見のメカニズムを探るため、研究チームは、あるタンパク質が別のタンパク質と結合し、その機能を抑制または強化することができるタンパク質−タンパク質相互作用を研究した。NAD＋は、タンパク質のポケットまたは領域と結合することにより、DNA修復に影響を与えるタンパク質−タンパク質相互作用に影響を与えることができる。

チームは、乳がん欠損遺伝子1（DBC）と呼ばれるタンパク質へのNAD＋の結合状況を専門に評価した。彼らはDBC 1が人体のいたるところに豊富に含まれていることを発見したが、その正確な機能はまだはっきりしていない。NAD+と結合するほか、DBC 1は別のタンパク質であるポリアデノシン二リン酸リボヌクレオチドポリメラーゼ1（PARP 1）と結合して活性を抑制し、PARP 1は重要なDNA修復タンパク質である。

マウスでは、NAD+レベルが加齢とともに低下するにつれて、DBC 1とPARP 1の結合が徐々に増加し、PARP 1が抑制され、DNA損傷が蓄積する結果となった。科学者たちはNMNを用いてNAD+レベルを回復することで、この過程を逆転させ、NAD+が直接タンパク質の相互作用を調節することを示した。したがって、NAD+レベルを調節することは、DNA損傷や老化から人体を保護する可能性がある。

研究チームは、NAD+レベルを高める介入（例えばNMN）がヒト胚性腎細胞中のPARP 1とDBC 1間の相互作用を低下させることを発見した。言い換えれば、NAD+は細胞中のPARP 1−DBC 1複合体の形成を抑制する。DBC 1レベルが低下した細胞では、科学者はPARP 1活性の増加を観察し、DBC 1がPARP 1の機能を抑制していることを示している。

研究により、NAD+はDBC 1と結合し、PARP 1との結合を抑制し、PARP 1の機能を強化することが明らかになった。NMNなどのNAD+増強剤を用いてより高いレベルのNAD+を導入することで、逆にPARP 1活性を増強することでDNA修復効率を高めることができる。

「これらのデータは、NAD+には細胞に第3の機能があることを示している：タンパク質−タンパク質相互作用を直接調節する」と研究者は述べた。「NAD+が加齢とともに低下する原因は不明だが、この研究はDNA修復能力が加齢とともに低下する原因に合理的な解釈を提供し、NAD+を補うことで化学療法の副作用を減少させ、放射線暴露を防止し、老化過程におけるDNA修復能力の自然な低下を緩和できることを指摘している」