2017 Fiscal Year Research-status Report
アセチルCoAを接点としたグルコース代謝とFOXO1アセチル化の制御機構の解明
| Project/Area Number |
17K08193
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
大徳 浩照 筑波大学, 生命領域学際研究センター, 講師 (30361314)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 転写因子 / アセチル化 / 寿命 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
血糖値の恒常性や寿命調節の鍵となる転写因子FOXO1は、リン酸化に加えてアセチル化制御を受けることが知られていたが、アセチル化修飾のトリガーとなる生理的条件は長年不明であった。本研究では、「過剰なグルコース代謝が細胞内のアセチルCoA量を上昇させることでFOXO1のアセチル化を亢進する」という新たなメカニズムを提唱し、培養細胞、線虫、マウスを用いたin vitro、in vivoの両面から解析を進める。平成29年度の研究実績は以下の通りである。
1. 哺乳類細胞を高グルコース培地で培養したところ、FOXO1アセチル化の亢進が認められ、解糖系を阻害するとアセチル化は抑制された。また、この効果はATP-クエン酸リアーゼであるACLに依存していた。
2. 線虫をグルコース添加培地で飼育したところ、DAF-16のアセチル化の亢進が認められた。独自に開発したin vivo DAF-16活性評価系を用いて検証した結果、グルコース添加培地ではDAF-16の転写活性は抑制されていた。一方で、DAF-16の細胞内局在に変化は見られなかったことから、リン酸化以外のメカニズムが示唆された。
3. 長寿変異体daf-2の寿命は、グルコース添加培地で飼育することで短縮した。この時、ACLの線虫オルソログであるacly-1とacly-2をそれぞれノックダウンして寿命延長がみられるか検証したが、少なくとも単独のノックダウンでは変化は見られなかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
培養細胞を用いた高グルコース培地でのFOXO1のアセチル化の解析は当初の計画通り進んでおり、線虫個体におけるグルコースと老化の関係も実証できている。現在、クエン酸からアセチルCoAを合成する酵素のノックダウンが寿命にどのような影響を与えるか検証しているが、同酵素が複数存在するため、やや難航している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
培養細胞の系では、高グルコース条件がアセチルCoA量の上昇に結びつくことをLC-MSによって実証する。
線虫では、グルコースの老化促進作用がDAF-16のアセチル化に起因するか否かを、分子遺伝学的解析によって検証する。また老化の指標として、寿命測定に加えて運動量なども測定する。
|
| Causes of Carryover |
消耗品や試薬についてコスト管理を徹底したことで、線虫の維持にかかる費用を大幅に削減できた。
繰り越し分で、アセチル化タンパクの免疫沈降に必要な抗体を新たに購入する。
|
