魚類の飢餓適応における骨格筋タンパク質分解の意義

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15909
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小南 友里 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (30803572)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 飢餓適応 / 代謝リプログラミング / タンパク質分解動態

Outline of Annual Research Achievements

飢餓時の魚類骨格筋では「タンパク質分解が亢進するが，タンパク質はあまり減少しない」という矛盾した現象が観察される．本研究では「飢餓時の魚類骨格筋ではどのようにしてタンパク質を節約しているのか？」という学術的問いに対し，「飢餓時の魚類骨格筋では，代謝リプログラミングのためにタンパク質分解が亢進するのではないか」という仮説をもとに挑む．飢餓適応過程の魚類骨格筋から経時的に取得したメタボローム，プロテオーム，ペプチドームから各酵素の合成・分解バランスの変動に対する各代謝化合物フローの変動の寄与度を評価し，タンパク質分解と代謝リプログラミングの関係を明示する．既往研究の多くが飢餓時のタンパク質分解を介したエネルギー産生を検証しているのに対し，本研究は飢餓時のタンパク質分解が担うエネルギー産生以外の役割を明示する．
本研究では以下の計画のもと進める．
①カンパチ Seriola dumeriliを試験魚として用い，絶食試験を行う．体長・体重の測定および骨格筋の採取を行い，各種分析に供する．
②メタボローム解析による各代謝化合物の定量
③プロテオーム解析およびペプチドーム解析による代謝関連酵素群の定量
④代謝関連酵素の分解動態に対する代謝化合物フロー変動の寄与度の評価

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

カンパチ Seriola dumeriliを用いて絶食試験を行った．肝臓重量指数は絶食開始から３日間で激減し，その後ゆるやかに減少した．既往研究と同様に，絶食開始３日で劇的な代謝変動が起きているものと推察される．15日の絶食試験を通じて採取した骨格筋組織について，順次分析している．既に遊離アミノ酸分析は完了し，データ解析に着手している．また当初の計画では骨格筋のみを分析対象としていたが，肝臓組織および血漿も採取することができたため次年度以降に分析する予定である．

Strategy for Future Research Activity

引き続き分析を進め，各試料のメタボローム，ペプチドーム，プロてオームを得る．代謝化合物フローが代謝関連酵素の分解動態に及ぼす影響を評価するための数理モデルをブラッシュアップし，解析プログラムを組む．

Causes of Carryover

試験魚の提供を受けたため試験魚の購入・運搬費が不要となった．これを次年度以降の分析に係る物品費に充当し，分析標本数および1標本あたりの分析回数を増やすことによってより信頼性の高いデータの収集を行う．