出芽酵母のサーチュインを介した細胞老化制御機構に関する研究

• Project/Area Number: 12J10171
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: 亀井 優香 長浜バイオ大学, バイオサイエンス研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 細胞老化 / 分裂寿命 / メタボローム / トランスクリプトーム / 出芽酵母 / サーチュイン

Outline of Annual Research Achievements

出芽酵母は細胞レベルの老化・寿命研究モデル生物として非常に有用である。本研究では、遺伝学、トランスクリプトミクスおよびメタボロミクスの手法を駆使し、分裂寿命（一つの細胞が老化して死ぬまでの出芽回数）の決定機構および老化の進行に伴う細胞の変化を明らかにすることを目指した。本年度は前年度までに得られた老化細胞のトランスクリプトーム解析から新規の寿命制御機構を発見した。
老化細胞のトランスクリプトームおよびメタボローム解析による細胞老化機構の解明
前年度までに、細胞老化の進行過程での変化を知るために、老化段階の異なる細胞（1、4、7および11世代）を調製し代謝と転写の変化に着目した。ピルビン酸に加えてTCA回路の中間代謝物量が老化の進行に伴い増加し、多くのアミノ酸は次第に減少していた。これらの代謝変化に対応する酵素遺伝子の転写量変化が見られたことから、老化細胞での代謝の変化は転写の変化が原因であると考えた。7世代から11世代にかけて転写量が増加した遺伝子に着目すると、定常期で転写が誘導される遺伝子群が多く含まれていた。以上の成果をJournal of Biological Chemistry誌で発表した。
ビタミンB6による分裂寿命制御
11世代で特に転写量が増加した遺伝子の中で、ビタミンB6合成に関与するSNZ1 遺伝子に着目した。SNZ1 遺伝子を破壊した株の分裂寿命は野生型株よりも短かった。ビタミンB6トランスポーターをコードするTPN1 遺伝子の破壊株は snz1 株と同様に短寿命であった。分裂寿命測定培地に過剰量のビタミンB6を加えると、snz1 とtpn1 株の寿命が回復した。以上より、出芽酵母の分裂寿命にはビタミンB6が必要であることを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Changes in Transcription and Metabolism during the Early Stage of Replicative Cellular Senescence in Budding Yeast. (2014)
  • Author(s): Yuka Kamei, Yoshihiro Tamada, Yasumune Nakayama, Eiichiro Fukusaki, Yukio Mukai
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 289 Issue: 46 Pages: 32081-32093
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.600528
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 出芽酵母におけるビタミンB6合成酵素遺伝子SNZ1による分裂寿命制御機構 (2014)
  • Author(s): 丸橋翼、田井晶子、亀井優香、向由起夫
  • Organizer: 第37回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、横浜市
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 出芽酵母のビタミンB6合成酵素遺伝子SNZ1 は分裂寿命を制御する (2014)
  • Author(s): 亀井優香、向由起夫
  • Organizer: 日本遺伝学会第86回大会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学、長浜市
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] Changes in transcription and metabolism during the early stage of replicative cellular senescence in budding yeast. (2014)
  • Author(s): Yukio Mukai, Yuka Kamei, Yoshihiro Tamada, Yasumune Nakayama, Eiichiro Fukusaki
  • Organizer: Yeast Genetics Meeting
  • Place of Presentation: Univ. Washington, Seattle
  • Year and Date: 2014-07-29 – 2014-08-03
• [Presentation] 出芽酵母の老化により転写誘導されるSNZ1遺伝子は長寿遺伝子である (2013)
  • Author(s): 亀井優香
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2013-12-03
• [Presentation] Changes in transcription and metabolism during the early stage of replicative cellular senescence in budding yeast (2013)
  • Author(s): 亀井優香
  • Organizer: Cold Spring Harbor Asia Meetings (Molecular Basis of Aging and Disease 2013)
  • Place of Presentation: 中国蘇州工業園区独墅湖会議酒店
  • Year and Date: 2013-09-10
• [Presentation] 出芽酵母の老化進行過程におけるメタボローム解析 (2012)
  • Author(s): 亀井優香
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2012-12-12
• [Presentation] 老化進行過程における酵母細胞のメタボローム解析 (2012)
  • Author(s): 亀井優香
  • Organizer: 酵母遺伝学フォーラム第45回研究報告会
  • Place of Presentation: 京都大学宇治キャンパス(京都府)
  • Year and Date: 2012-09-04