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2023 Fiscal Year Annual Research Report

細胞膜損傷を引き金とする細胞老化の分子基盤と生体内における意義の解明

Research Project

Project/Area Number 20H03440
Research InstitutionOkinawa Institute of Science and Technology Graduate University

Principal Investigator

河野 恵子  沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, 准教授 (30632723)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森山 陽介  沖縄科学技術大学院大学, サイエンステクノロジーグループ, サイエンス・テクノロジーアソシエイト (00452532)
杉山 伸樹  沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (70868687)
RAZALI Nurhanani・Binti  沖縄科学技術大学院大学, 膜生物学ユニット, ポストドクトラルスカラー (70902667)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords細胞膜損傷 / 細胞老化 / 老化
Outline of Annual Research Achievements

細胞膜の損傷を修復する細胞創傷治癒機構は筋ジストロフィー症など様々な疾病に関与するが、メカニズムや生体内における機能の理解は遅れている。申請者は出芽酵母を用いて細胞創傷治癒に関与する遺伝子を網羅的に同定した結果、プロテアソームによるタンパク質分解が修復反応の開始に必須であること、細胞膜損傷が細胞周期チェックポイントを活性化すること、さらに細胞老化を誘導することなどを全ての生物に先駆けて明らかにしてきたほか、細胞膜損傷チェックポイントや細胞老化誘導はヒト培養細胞まで進化的に保存されていることを示してきている。そこで本研究提案では、出芽酵母とヒト培養細胞を用いて細胞膜損傷を修復する機構とその後の老化誘導機構の鍵を握るしくみを明らかにするとともに、マウスを用いて細胞膜損傷を引き金とする細胞老化の意義を解明することを目指す。昨年度までに、ヒト正常線維芽細胞を用いて、細胞膜損傷による細胞老化の過程を経時的に解析し、mRNA、miRNA、タンパク質発現の時間変化を解明した。さらにそれを他のサブタイプの老化細胞と比較した結果、細胞膜損傷による細胞老化に特異的に発現するRNAとタンパク質が同定された。また全ての老化サブタイプに共通して発現するRNAとタンパク質についても同定された。そこで本年度は、これらのマーカーをin vitro(ヒト正常培養細胞)とin vivo(ヒト、マウス)で比較し、細胞膜損傷を起点とする細胞老化に極めてよく似した遺伝子発現を示す細胞が多く存在する臓器・組織を複数同定した。これらの結果は実際にヒトや動物の体内で細胞膜損傷を起点として老化細胞が誘導されている可能性を示す。本研究の成果はNature AgingやScience Advancesなどの雑誌に発表された。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2024

    • Author(s)
      Suda Kojiro、Moriyama Yohsuke、Razali Nurhanani、Chiu Yatzu、Masukagami Yumiko、Nishimura Koutarou、Barbee Hunter、Takase Hiroshi、Sugiyama Shinju、Yamazaki Yuta、Sato Yoshikatsu、Higashiyama Tetsuya、Johmura Yoshikazu、Nakanishi Makoto、Kono Keiko
    • Journal Title

      Nature Aging

      Volume: 4 Pages: 319~335

    • DOI

      10.1038/s43587-024-00575-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exocytic plasma membrane flows remodel endoplasmic reticulum?plasma membrane tethering for septin collar assembly2024

    • Author(s)
      Sugiyama Shinju、Kono Keiko
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 10 Pages: 1512

    • DOI

      10.1126/sciadv.adj1512

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cytoplasmic zoning by protein phase transition after membrane permeabilization2023

    • Author(s)
      Sugiyama Shinju、Suda Kojiro、Kono Keiko
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 175 Pages: 147~153

    • DOI

      10.1093/jb/mvad094

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] lasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts2024

    • Author(s)
      Keiko Kono
    • Organizer
      A3 Foresight program, Cellular Senescence: from Pathophysiology to Treatment.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞膜損傷依存性老化におけるCa2+を介した小胞体とミトコンドリアのクロストーク2024

    • Author(s)
      Kojiro Suda, Yohsuke Moriyama, and Keiko Kono
    • Organizer
      日本生理学会 第101回大会
    • Invited
  • [Presentation] Exocytic plasma membrane flows remodel endoplasmic reticulum-plasma membrane tethering for septin collar assembly2023

    • Author(s)
      Keiko Kono
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia conference on Yeast and Life Sciences, Shimane
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Plasma membrane damage-dependent cellular senescence is mediated by mitochondrial Ca2+ accumulation2023

    • Author(s)
      Keiko Kono
    • Organizer
      第96回日本生化学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 細胞膜損傷を起点とする細胞質ゾーニングの変化2023

    • Author(s)
      Keiko Kono
    • Organizer
      第23回日本蛋白質科学会年会
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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