長寿命生物モデルに見出された新規抗酸化酵素の寿命制御機構の解明
| Project/Area Number |
22K14830
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
田崎 英祐 新潟大学, 自然科学系, 助教 (50816650)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 長寿 / 老化 / 抗酸化酵素 / 生体分子機能 / 社会性昆虫 |
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| Outline of Research at the Start |
寿命の制御機構の解明は生命科学における重要課題の一つである。近年、短命なモデル生物だけでなく、実際に長命な生物種を用いた寿命研究が注目を集めている。長寿生物に見出される寿命制御の分子基盤を解明することで、従来の研究では到達しえなかった寿命研究の新領域を開拓することが可能となるからである。本研究は、数十年以上もの寿命をもつシロアリの王と女王に特異的な生体分子である新規カタラーゼ様抗酸化酵素に焦点を当て、これらの生体内における局在と寿命へ与える影響の普遍性を明らかにすることで、長寿や抗老化をもたらす新しい寿命制御機構の理解を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
長寿命生物モデル「シロアリの王と女王」に特異的な新規カタラーゼ様抗酸化酵素の生体内における局在と寿命へ与える影響の普遍性について明らかにするため、これまでに以下の研究（１）および（２）を行ってきた。（１）標的酵素の細胞内における局在を特定するため、培養細胞を用いた蛍光イメージングによる局在解析を行った。標的酵素をコードする遺伝子の全長配列に蛍光タンパク質をコードする遺伝子配列を付加した発現ベクターを作成し、培養細胞への遺伝子導入を行った。この発現系を用いた細胞では、小胞体へ発現タンパク質が凝集する様子が観察され、発現後の細胞生存期間が著しく短く、標的酵素の細胞内局在を評価することが困難であった。そこで、標的酵素のシグナル配列部分のみを用いて発現ベクターを作成し同様の実験を行ったところ、発現後であっても細胞生存率が高く、標的シグナル配列を有する蛍光タンパク質の細胞内局在を観察することが可能となった。この手法により、標的酵素が一般的なカタラーゼとは異なる細胞内局在を示すことが明らかとなった。（２）標的酵素が生物寿命へ与える影響を評価するため、遺伝子組換えショウジョウバエを作成し、GAL4/UASシステムによる標的酵素（標的遺伝子）過発現ショウジョウバエを準備した。これらの個体の寿命（生存率）を雌雄別に測定しコントロールと比較したところ、標的酵素を過発現することに寿命延長効果があること、そしてその効果には性差があることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、標的酵素の細胞内局在解析とそれらを過発現するショウジョウバエの生存試験を共に実施し、標的酵素の細胞内局在がコントロールのものと異なること、そして標的酵素に寿命延長効果があることを明らかにし、本研究の枠組みを明確化する重要な知見を得ることができた。研究機関の移動および研究室セットアップという、研究計画時当初からは予想できなかったイベントが生じたにもかかわらず、このような成果が得られたことも評価できる。本プロジェクトの中で得られた研究成果は、第45回日本分子生物学会年会ならびに第67回日本応用動物昆虫学会大会をはじめとする５つの研究集会において発表を行った他、関連する研究成果が査読付き国際学術誌に掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に開発した高い細胞生存率を示す発現ベクターを導入した培養細胞について、細胞内タンパク質分画を行い、各タンパク質画分を用いたウエスタンブロッティングを行うことで、生化学的な局在解析を実施する。また、標的酵素を過発現するショウジョウバエについて、寿命延長効果だけでなく、繁殖能力にも影響があるかどうか明らかにする。さらに、ショウジョウバエの組織特異的に標的酵素を発現させるシステムを用意し、それぞれ過発現個体の寿命および生殖能力を評価する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
