研究課題/領域番号 |
22K17767
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分59040:栄養学および健康科学関連
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研究機関 | 東北大学 |
研究代表者 |
松田 盛 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00884272)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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キーワード | ミトコンドリア / ミトコンドリアDNA / 加齢制御 / 老化マウス |
研究開始時の研究の概要 |
ミトコンドリアDNA(mtDNA)は1細胞あたり数千コピー存在し、絶えず自己複製を続ける。mtDNAの変異やコピー数減少はミトコンドリア病といった希少疾患以外に、加齢でも低下が認められており、加齢に伴う個体機能低下の原因の一つとして考えられている。しかし、mtDNA複製機構には不明な点が多く、その全貌解明が重要な課題である。我々はmtDNA複製ポリメラーゼに結合する新規因子としてTEFMを同定し、さらにTEFMの発現量が加齢で有意に低下することを発見した。そこで本研究では、TEFMによるmtDNA複製制御ならびに細胞老化への関与の解明を目的として、新たな加齢制御の基盤確立をめざす。
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研究実績の概要 |
ミトコンドリアの独自のゲノムであるミトコンドリアDNA(mtDNA)は1細胞あたり数千コピー存在し、絶えず自己複製を続ける。mtDNAの変異やコピー数減少はミトコンドリア病といった希少疾患以外に、加齢でも低下が認められており、加齢に伴う個体機能低下の原因の一つとして考えられている。しかし、mtDNA複製機構には不明な点が多く、その全貌解明が生命科学や医学において重要な課題である。我々はmtDNA複製の核心因子であるmtDNAポリメラーゼに結合する新規因子としてTEFMを同定し、さらにTEFMの発現量が加齢で有意に低下することを発見した。そこで 本研究では、TEFMによるmtDNA複製制御ならびに細胞老化への関与の解明を目的として、新たなmtDNA複製機構ならびに加齢制御の確立を目指した。ミトコンドリア機能に重要なミトコンドリア内転写について検証したところ、TEFM欠損細胞では野生型と比較してRNA量が減少していることを見出した。また、TEFM欠損細胞にTEFMを発現させたところ、転写の回復がみられた。老化によるミトコンドリア機能の変化は転写産物の量変化にその一因がある可能性が考えられた。またmtDNAのコピー数においてもTEFM再発現によって回復が観察された。老化した細胞にTEFMを強制発現することによってミトコンドリア機能の活性化が期待できる結果を得た。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
TEFM欠損細胞にTEFMを再発現することで転写産物量の増加やミトコンドリアDNAのコピー数の回復を確認できたことで、TEFMを強制発現することによってミトコンドリア機能の活性化が期待できる結果を得たため。
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今後の研究の推進方策 |
若齢マウスの肺から単離した線維芽細胞にshRNAベクターでTEFMをノックダウンし 、mtDNAコピー数と複製中間体が低下することを確かめる。その後、細胞老化マーカーであるβガラクトシダーゼ染色やp21の発現量を各継代で検討し、ノックダウン細胞がコントロール細胞と比べ細胞老化が起きやすいかを検証する。高齢マウスの肺から単離した線維芽細胞にTEFM導入し、TEFMを強制発現させ、mtDNAコピー数とmtDNA複製中間体が増加していることを検証する。その後、細胞培養を続け、βガラクトシダーゼ染 色やp21の発現量や細胞の形態を評価することで、TEFMの量的増加が細胞老化を抑制できるかを検証する。
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