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個体寿命に影響を与えず生殖寿命の長さを決定するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K19305
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

福山 征光  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (20422389)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード生殖寿命 / 線虫 / 脂質代謝 / ギャップ結合 / カルシウムチャネル / 順遺伝学的スクリーン
研究開始時の研究の概要

ヒトの女性はライフステージ早期より急速に生殖能力を喪失し始めるという、動物の中でも非常にユニークな性質をもつ。この個体寿命に対する生殖寿命の短さが、高齢での出産リスクの生物学的な要因となっている。本研究の申請者は、ヒト同様に短い生殖寿命を示す線虫をもちいて、生殖寿命の延長を示す変異体の作出に成功している。この変異体を遺伝子や分子レベルで詳細に解析することで、生殖機能の老化進行が遅延するメカニズムを明らかにする。

研究実績の概要

昨年度から引き続き生殖寿命延長を示すイネキシン変異体の解析を続けた。野生型とイネキシン変異体の若い成虫をもちいてRNAシーケンス解析をおこない、イネキシン変異体で発現変動を示す遺伝子群を同定した。その結果、イネキシン変異体では熱ストレス応答遺伝子群やリソソーム酵素遺伝子といった、これまでに個体の寿命の長さに寄与する遺伝子群が顕著に発現変動することを見出した。そこでこれらの遺伝子群とイネキシン遺伝子との遺伝学的相互作用を調べたが、これらの遺伝子群はイネキシン変異体における生殖寿命延長には寄与していなかった。そこで代謝経路にフォーカスしたパスウェイエンリッチメント解析をおこなったところ、数十もの脂質代謝遺伝子が発現低下を示すことを見出した。これらの遺伝子群の変異体から生殖寿命延長を示す変異体を探索したところ、再現性よく生殖寿命延長を示す変異体を1系統同定することができた。この変異体は寿命の延長示さないことも見出した。また、この脂質代謝遺伝子の上流および下流遺伝子の変異体は生殖寿命延長を示さなかったことから、特定の脂質代謝産物量の変動が、生殖寿命特異的に作用する可能性が示唆された。
イネキシンに加え、スクリーニングで単離されたもう一方の変異体の責任遺伝子があるカルシウムチャネルであることも同定した。この変異体も個体の寿命の延長を示さなかった。この変異体での遺伝子発現変動を調べたところone carbon cycleに関与する複数に遺伝子群が顕著に変動していることが見出された。

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

イネキシン変異体の解析より脂質代謝と生殖寿命のとの関係が示唆されている。ヒトやマウスでも高脂肪食や肥満が生殖機能に密接に関与していることが報告されていることから興味深い知見を得つつあると考える。

今後の研究の推進方策

概要で述べた生殖寿命を延長示す変異体群の解析を進める。理想的には生殖寿命に寄与する代謝産物の同定を目指したい。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ハイデルベルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Molecular basis promoting centriole triplet microtubule assembly2024

    • 著者名/発表者名
      Takeda Yutaka、Chinen Takumi、Honda Shunnosuke、Takatori Sho、Okuda Shotaro、Yamamoto Shohei、Fukuyama Masamitsu、Takeuchi Koh、Tomita Taisuke、Hata Shoji、Kitagawa Daiju
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 2216-2216

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46454-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An antioxidant screen identifies ascorbic acid for prevention of light-induced mitotic prolongation in live cell imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Harada Tomoki、Hata Shoji、Takagi Rioka、Komori Takuma、Fukuyama Masamitsu、Chinen Takumi、Kitagawa Daiju
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05479-6

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ssDNA is not superior to dsDNA as long HDR donors for CRISPR-mediated endogenous gene tagging in human diploid RPE1 and HCT116 cells2023

    • 著者名/発表者名
      Mabuchi Akira、Hata Shoji、Genova Mariya、Tei Chiharu、Ito Kei K.、Hirota Masayasu、Komori Takuma、Fukuyama Masamitsu、Chinen Takumi、Toyoda Atsushi、Kitagawa Daiju
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 24 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1186/s12864-023-09377-3

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A CRISPR-del-based pipeline for complete gene knockout in human diploid cells2023

    • 著者名/発表者名
      Takuma Komori, Shoji Hata, Akira Mabuchi, Mariya Genova, Tomoki Harada , Masamitsu Fukuyama , Takumi Chinen , Daiju Kitagawa
    • 雑誌名

      J Cell Sci (2023) 136 (6): jcs260000.

      巻: 136 号: 6 ページ: 136-136

    • DOI

      10.1242/jcs.260000

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Search for a non-canonical amino acid responsive pathway2023

    • 著者名/発表者名
      福山征光
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科生理化学教室

    • URL

      https://seirikagaku.f.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学研究科生理化学教室

    • URL

      https://seirikagaku.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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