研究課題
継続的な運動により骨格筋ではミトコンドリア量の増加・赤筋化が生じ、エネルギー代謝が活発になる。赤筋化には核内受容体の関与が報告されている。一方、加齢や寝たきりなどにより筋萎縮が生じ、同時に筋形成能が低下する。この分子メカニズムの詳細は不明である。このように、中長期的な環境変化に適応して、骨格筋の機能的性質（≒「体質」）が決定される。本研究では、この骨格筋の「体質」の決定に遺伝子配列の変化を伴わないDNAメチル化によるエピジェネティックな遺伝子発現制御が関与する可能性の検証にチャレンジする。具体的には、核内受容体関連因子によって、継続的な持久運動への適応的にDNAメチル化により遺伝子発現制御される可能性を検証し、その分子機構を明らかにする。また、筋再生に重要な骨格筋サテライト細胞をもちいて、DNAメチル化の生理的・病態生理的意義を解明するものである。本年度は、核内受容体の転写共役因子PGC1αを筋サテライト細胞において過剰発現およびノックダウンする系の確立に成功した。さらに骨格筋でPGC1αを過剰発現あるいはノックアウトしたマウスを用いて遺伝子発現の解析に着手している。
2: おおむね順調に進展している
本年度は、核内受容体の転写共役因子PGC1αを筋サテライト細胞において過剰発現およびノックダウンする系の確立に成功した。サテライト細胞の単離は、高度な技術を必要とするが、研究協力者からの技術協力により、順調に研究を進めることが出来た。骨格筋でPGC1αを過剰発現あるいはノックアウトしたマウスを用いて、運動時の遺伝子発現の網羅的な解析をすすめている。過剰発現とノックアウトで逆方向の遺伝子発現制御が見られ、実験系が正しく機能していることが判明した。
DNAメチル化に関する解析をすすめる。網羅的な解析法に加え、バイサルファイト解析による特定の遺伝子におけるメチル化変化を検討していく。そして、これまでに得られた、遺伝子発現解析と、遺伝子改変動物の表現型との連関を詳細に解析することによりエピジェネティクス制御の理解を進めるものである。
本年度、実験系の確立のために、予備検討を行うとともに、コンピューターを利用したバイオインフォマティクス解析に注力した。そのため、実験消耗品の購入は次年度に行うこととしたために、次年度使用額が生じたものである。
本年度確立した手法により、網羅的なDNAメチル化解析および遺伝子改変マウスを用いた表現型の解析を行う予定である。
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 備考 (1件)
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