Does age-associated down regulation of human SHMT2 and GCAT genes induce short lifespan or longevity?

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03141
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Hayashi Jun-Ichi 筑波大学, 生命環境系(名誉教授), 名誉教授 (60142113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米川 博通 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 研究員 (30142110) ; 高橋 智 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヒト老化モデル / ミトコンドリア呼吸欠損 / Shmt2遺伝子 / Gcat遺伝子 / 一炭素代謝

Outline of Final Research Achievements

We proposed that age-related mitochondrial respiration defects observed in elderly human subjects are partially due to age-associated downregulation of nuclear-encoded genes, including SHMT2 and GCAT, which are involved in one carbon metabolism.
This assertion is supported by evidence that the disruption of mouse Shmt2 induces mitochondrial respiration defects in Shmt2-knockout E13.5 embryos experiencing anaemia and lethality. In contrast, Gcat-knockout mice did not show abnormal phenotypes. We are now examining a possibility of whether Gcat-knockout may extend rather than shorten the life time by increasing "mitohormesis" effects, resulting in elongation of their lifetime by overproduction of reactive oxidative species.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

社会的意義：ヒトの老化現象は極めて多様だが、その一つである「老化に伴うエネルギー欠乏」に着目すると、どうやらグリシン摂取が「老化に伴うエネルギー欠乏」の緩和みならず、「老化に伴う細胞分裂遅延」の緩和にも有効であるという成果をあげた。
学術的意義：「老化に伴うエネルギー欠乏」は老化とともに発症頻度が高まるがん細胞の細胞分裂を抑制し、逆に健全な老化（長寿）に貢献しているという可能性、つまり老化を促進することでがん化を抑制するという正の側面があるかもしれない。グリシン摂取による若返りについては社会的関心が高いが、がん細胞の増殖を促進する可能性を考慮したすべきであるというメッセージを発信した。