2021 Fiscal Year Annual Research Report
Asymmetric inheritance of ribosomal DNA that governs cellular aging and rejuvenation
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18K06056
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀籠 智洋 東北大学, 農学研究科, 助教 (10771206)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リボソームRNA遺伝子 / rDNA / 核膜 / 老化 / 若返り / マイクロ流体チップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
修復が困難なDNA二本鎖切断（DSB）は核膜に移動して核膜孔と結合し、ゲノムの安定性が維持されている。巨大な反復配列であるリボソームRNA遺伝子（rDNA）では、複製阻害点において複製フォークの停止とDSBが高頻度に引き起こされる。本研究では、rDNAの安定化に果たす核膜の役割について明らかにするとともに、rDNAを介した老化と若返りの機構を解明することを目標とした。最終年度の研究実績を以下に示す。
課題1 核膜がrDNA安定化に果たす役割の解明： 核膜とrDNAの結合が酵母複製寿命に及ぼす影響を調べるためマイクロ流体チップを用いた解析を行った。野生株においては簡便に分裂寿命の解析ができるようになったが、娘細胞が母細胞から離れる前に次の分裂が始まる一部の変異株においては、マイクロ流体チップでの寿命解析は技術的に困難であることが分かった。現在、ビオチン標識した細胞を分裂させて老化させたのち、ストレプトアビジン・マグネットビーズで選別する方法を改良して、マイクロ流体チップよりも高効率な寿命解析を可能とする方法の実現にむけて研究を進めている。
課題2 マイクロ流体チップを用いた「老化・若返りの瞬間」の解析： 人為的にrDNA増幅を誘導した条件において、増幅鎖が母娘細胞いずれに分配されるかについて蛍光顕微鏡観察した。蛍光強度の解析により、rDNAのDNA複製を1細胞レベルで追跡できることを明らかにした。現在、細胞を培地上で分裂させながら観察する定量的経時解析を行っている。
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