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Using fish as a model to explore the mechanisms of aging and lifespan diversity in vertebrates

Research Project

Project/Area Number 20H00427
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Kinoshita Shigeharu  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40401179)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅川 修一  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30231872)
吉武 和敏  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (50646552)
渡辺 佑基  総合研究大学院大学, 統合進化科学研究センター, 教授 (60531043)
神澤 裕平  群馬県水産試験場, その他部局等, 研究員 (90450387)
齋藤 駿介  群馬県水産試験場, 群馬県水産試験場, 研究員 (90979981)
松原 利光  群馬県水産試験場, その他部局等, 研究員 (70450385)
阿久津 崇  群馬県水産試験場, その他部局等, 研究員 (70828128)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥44,850,000 (Direct Cost: ¥34,500,000、Indirect Cost: ¥10,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Keywords寿命 / 老化 / ゲノム / 魚 / ゼブラフィッシュ / アユ / ニシオンデンザメ / 脊椎動物 / 筋肉 / 魚類 / ゲノム解析 / オンデンザメ / 成長
Outline of Research at the Start

老化や寿命は種によって異なる。早く死ぬ種と長く生きる種の違いは何なのか、それを規定する機構は明確でない。魚は死ぬまで成長するなど様々な抗老化特性を示し、392歳のニシオンデンサメなど超長命種がいる一方、アユのように一年で死ぬ種もいるなど、老化や寿命の多様性を解析する魅力的対象である。魚を解析することで、なぜわれわれは老い死ぬのかに関する新しい答えが得られるかもしれない。本研究では、上述の超長命種や短命種を実際に対象とし、ゲノムの比較、成長・老化に伴う発現遺伝子情報の比較、老化に伴う血液成分の解析、さらにはゲノム改変等の技術を駆使し、脊椎動物の老化と寿命の多様性形成のメカニズムの解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Focusing on the diversity in aging exhibited by fish, we searched for various genes that may be associated with longer and shorter life spans based on genome analysis. We identified a group of transcription factors associated with the anti-aging properties of fish muscle, and compared them with those of mammals, and showed that the function of these genes may contribute to the unique lifetime muscle growth of fish. In addition, we showed that the post-breeding mortality of ayu, a short-lived species, is similar to that of mammals, indicating that this species has high potential as a new model for aging analysis. Furthermore, the genome of the Greenland shark, which has been reported to be nearly 400 years old, was clarified for the first time, and the characteristics of life span-related genes were elucidated.These results provide important and unique insights into the genetic basis of the diverse aging and lifespan characteristics of vertebrates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

魚類の示す老化や寿命の多様性は脊椎動物の寿命や老化を理解する上で興味深いが、これまで魚自身の老化や寿命特性に着目した研究は少なかった。本申請課題では、魚の抗老化特性を解析すると共に、短命魚や長命魚のゲノム解析から、寿命の長短に関連する可能性のある様々な遺伝子を探索した。特に400歳近い個体が報告されるニシオンデンザメのゲノムは初の報告となる。本研究で得られた成果は、脊椎動物の多様な老化・寿命特性の遺伝的基盤を理解する上で重要かつ極めてユニークな知見を提示し、今後の老化・寿命研究に資するものである。

Report

(5 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Age-Associated Different Transcriptome Profiling in Zebrafish and Rats: an Insight into the Diversity of Vertebrate Aging2022

    • Author(s)
      Yusuke Kijima, Wang Wantong, Yoji Igarashi, Kazutoshi Yoshitake, Shuichi Asakawa, Yutaka Suzuki, Shugo Watabe, Shigeharu Kinoshita
    • Journal Title

      Marine biotechnology

      Volume: 24 Issue: 5 Pages: 895-910

    • DOI

      10.1007/s10126-022-10153-9

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zebrafish Danio rerio myotomal muscle structure and growth from a spatial transcriptomics perspective2022

    • Author(s)
      Guanting Liu, Takumi Ito, Yusuke Kijima, Kazutoshi Yoshitake, Shuichi Asakawa, Shugo Watabe, Shigeharu Kinoshita
    • Journal Title

      Genomics

      Volume: 114 Issue: 5 Pages: 110477-110477

    • DOI

      10.1016/j.ygeno.2022.110477

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Expression of the Myosin Heavy Chain (MYH) Gene myh14 in Zebrafish Development2021

    • Author(s)
      Hasan Sharmin, Hasan Sharmin, Asakawa Shuichi, Watabe Shugo, Kinoshita Shigeharu
    • Journal Title

      Marine biotechnology

      Volume: 23 Issue: 5 Pages: 821-835

    • DOI

      10.1007/s10126-021-10066-z

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 魚類から探る脊椎動物の老化と寿命の多様性形成のメカニズム2020

    • Author(s)
      木下滋晴
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 52 Pages: 648-652

    • NAID

      40022757063

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Acromegaly Disease Zebrafish Model Reveals Decline in Body Stem Cell Number along with Signs of Premature Aging.2020

    • Author(s)
      Abdalla Elbialy, Yoji Igarashi, Shuichi Asakawa, Shugo Watabe, Shigeharu Kinoshita
    • Journal Title

      Biology

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 120-120

    • DOI

      10.3390/biology9060120

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ロングリードシーケンスに向けた オンデンザメ(Somniosus pacificus)DNA抽出法の検討とゲノム解析の展望2022

    • Author(s)
      西脇和哉・平西滉太・木島佑輔・浅川修一・吉武和敏・木下滋晴
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子DNA を用いたアユのゲノム解析2022

    • Author(s)
      當間祥五・浅川修一・木下滋晴・吉武和敏
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼブラフィッシュおよびアユにおける筋肉の加齢に伴う転写カスケードの変化2022

    • Author(s)
      木下滋晴・木島佑輔・吉武和敏・浅川修一・ 神澤裕平・渡部終五
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 産卵・排精後のアユの斃死とそれに伴う筋肉の形態変化および老化 細胞の蓄積の検討2022

    • Author(s)
      藤澤稔・周防玲・糸井史朗・松原利光・阿久津崇・城後仁・當間祥五・吉武和敏・浅川修一・木下滋晴
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 魚類筋細胞分化過程における遺伝子発現プログラムの検討2022

    • Author(s)
      木島佑輔・Liu Guanting・吉武和敏・浅川修一・ 谷内江望・木下滋晴
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] オンデンザメの de novo ゲノムシーケンシングとその生理的特性の遺伝的 基盤に関する検討2021

    • Author(s)
      平西滉太・西脇和哉・木島佑輔・吉武和敏・浅川修一・ 木下滋晴
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial transcriptomic analysis of the trunk muscle in zebrafish2021

    • Author(s)
      劉冠廷・伊藤拓己・木島祐輔・吉武和敏・浅川修一・ 渡部終五・木下滋晴
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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