2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation for the role of methionine metabolism in retrotransposon repression during germ-line development of Drosophila.
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18K06240
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
林 良樹 筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 助教 (30508817)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生殖系列 / メチオニン代謝 / レトロトランスポゾン / S-アデノシルメチオニン / 老化 / キイロショウジョウバエ / N6mA修飾 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエ卵形成過程におけるS-アデノシルメチオニン（SAM）の産生抑制の意義について解析している。当初、SAMの産生抑制は生殖系列のゲノム損傷要因であるレトロトランスポゾンの発現抑制に寄与する結果を得ており、この発現抑制の仕組みについて解析を行なっていた。これに加え、研究の過程で、生殖系列におけるSAMの産生抑制が,生殖幹細胞の維持能の加齢に伴う低下等（生殖系列の老化）に寄与することを見出したのでこれも合わせて研究している。2021年度までに、生殖系列において変動する主要なレトロトランスポゾン（HetA）をモデルに、SAMの産生抑制がこの発現制御をする仕組みの解明を試みた結果、生殖系列におけるSAMの産生抑制はHetAのプロモーター領域におけるN6mA修飾（ショウジョウバエの主要なゲノムメチル化修飾）を低く保つことで、プロモーター活性を抑制し、その発現を抑制することを解明した（論文作成中）。一方、SAMの産生抑制が生殖系列の老化を制御する仕組みについては、加齢に伴う生殖系列中におけるSAM合成酵素（Sam-S）の発現上昇がSAMの増加を引き起こすこと、さらに加齢に伴うSAMの増加が生殖系列の維持能の低下や以上欄形成の誘導といった加齢に伴う現象を制御することを明らかにした。これに加え、哺乳類の生殖組織や能の各部位（海馬等）においても、ショウジョウバエ生殖系列と同様に加齢に伴うSAMの増加が起きることを見出した。これらの結果は、SAMの増加が動物種や組織種を超えた組織の加齢要因であることを強く示唆している。本成果は、論文として発表されるとともに、特許の出願につながった。
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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
2021年度は、主にSAMの産生抑制が組織老化に与える影響を解明することに注力し、論文の発表（Hayashi et al., Sci. Rep.,2022)と特許出願を成し遂げた（特願：2021-112261）。また生殖系列における老化指標の一つである生殖幹細胞の維持の仕組みについて、新たな因子として細胞外基質の一種であるSdcおよびTrolを見出し、論文として発表した（Hayashi et al., D.G.D., 2021）。これに加え、当初の目的であるレトロトランスポゾンの発現抑制の仕組みについても, SAMの産生抑制がレトロトランスポゾンのプロモーター活性を制御することを見出し、現在論文作成中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の様に、本課題の主要なテーマの一つである老化制御については論文の発表を行った。またトランスポゾンの発現制御についても、研究のおおよその解析は終えているので、出来るだけ速やかに論文として発表する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍による研究進捗の遅延に加え、2021年度に関しては所属組織内の競争的資金の獲得により、研究費および出版費等の支出をそちらの研究費より支出した（この競争的資金については主に本課題の副次的テーマである老化制御の解明を目的としたも）。持ち越した研究費については、本課題の主要テーマであるレトロトランスポゾン発現制御の解明についての論文発表を目指した実験および出版費等に使用する予定である。
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