2021 Fiscal Year Final Research Report

Can external stresses in the aquaculture environment cause cellular senescence in fish via DNA demethylation?

Research Project

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Project/Area Number	19K06234
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 40040:Aquatic life science-related
Research Institution	Tokyo University of Marine Science and Technology
Principal Investigator	FUTAMI KUNIHIKO 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00513459)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	片桐孝之東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (50361811) 舞田正志東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60238839)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	細胞老化 / Ras / p16INK4a / SASP / SA-β-gal活性 / 初期老化 / 完全老化 / 酸化ストレス
Outline of Final Research Achievements	Fish cell lines originally established from a variety of tissues for the purpose of virus isolation, propagation and diagnostic assays in understanding fish pathology, can easily become immortal without any apparent sign of cancerous growth and appear to have unlimited proliferative capacity. We have previously shown that demethylation of chromosomal DNA with 5-Aza-dC induces premature senescence in the fish cell line EPC; the cells begin to express senescence-associated secretory phenotype (SASP) factors. However, it is unclear whether various external stresses in the aquaculture environment cause epigenetic changes, such as DNA methylation abnormalities, that induce premature senescence. In this study, we clarified (1) how demethylation of chromosomal DNA induces cellular senescence and (2) whether possible stresses in aquaculture can induce premature senescence.
Free Research Field	分子細胞生物学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	ヒトにおいて細胞老化は，ストレスなどにより障害を受けた細胞の増殖を不可逆的に停止することで発癌を抑制する一方，老化細胞の蓄積は恒常性の破綻を引き起こす。ストレスよる細胞影響としてアポトーシスやネクローシスなどの細胞死があるが，これらの死細胞は食細胞により貪食されるため，影響は局所的であり，魚の直接的な死因となることは少ないと考えられる。一方，老化細胞は貪食されることはなく，炎症性サイトカインなどSASP因子の分泌により周辺の細胞に慢性炎症を引き起こす。本研究は，DNAのメチル化や細胞老化に着目し，魚の死因を「細胞老化を起因とした恒常性の破綻」といった切り口から説明しようとするものである。