• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

線虫の放射線耐性に関わるシグナル伝達経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25340037
研究機関東海大学

研究代表者

石井 直明  東海大学, 医学部, 教授 (60096196)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードMXL-3 / 放射線 / 酸化ストレス / 飢餓ストレス / 老化 / C. elegans
研究実績の概要

これまで線虫C. elegansの耐性幼虫期に低線量の電離放射線(X線)を照射すると、その虫の正常発生復帰後の寿命が未照射の虫と比べて顕著に寿命が延長することを見出した。この分子機構を明らかにするため、マイクロアレイによるゲノムワイドな遺伝子発現解析を行い、寿命延長に寄与する遺伝子の同定を試みた。エネルギー代謝の多くの遺伝子の発現上昇が見られ、その中でも顕著な上昇が見られた転写因子MXL-3に注目した。
MXL-3はbHLH-LZ (basic helix-loop-helix-leucin zipper)ドメインを有する転写因子で哺乳類Max転写因子のホモログとして知られおり、飢餓ストレス下における脂質代謝に関与していることが報告されている。飢餓状態で栄養がなくなると細胞が弱り、さまざまな病気に罹りやすくなるので、生物が飢餓状態に陥ると、さまざまなストレスに対する防御機構を強めることが分かっている。本年度はMXL-3のストレス応答への関与を詳細に調べることにした。
放射線による細胞障害は生体内の水と反応して発生する活性酸素が大きく寄与すると考えられていることから、生体内に活性酸素を過剰に発生させるパラコートをC. elegansの野生株に曝露させた。MXL-3の遺伝子発現量をリアルタイムPCRで確認したところ、パラコートの曝露時間とともに発現量上昇が認められた。パラコートを添加した寒天培地上でmxl-3が欠損した変異体を飼育するとN2野生株に比べて生存率が低下した。さらに、90%酸素濃度下で寿命測定を行ったところ、寿命短縮効果が顕著に現れた。通常の環境では、mxl-3変異体は長寿になることが報告されている。これらの結果からMXL-3は大気中のような低い酸化ストレスには関与せず、強い酸化ストレスに対してのみ応答している可能性が示唆された。本研究により、転写因子MXL-3は脂質代謝のみならず、酸化ストレス応答にも関与していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

転写因子MXL-3が飢餓ストレス下における脂質代謝に関係していることが知られているが、今回、酸化ストレスも制御している可能性を強く示唆する新たな発見をすることができた。
MXL-3が過剰発現した虫は不安定なようで作成に困難を極め、またMXL-3が関与すると考えられる遺伝子の突然変異体は致死になるものが多く、分子遺伝的手法を用いた解析が計画よりかなり遅れている。

今後の研究の推進方策

酸化ストレス下でDNAマイクロアレイを使った網羅的解析から、転写因子MXL-3が制御する遺伝子の特定を行うことで、MXL-3による酸化ストレス制御の経路を明らかにする。
RNAiなどの別の方法での解析を行い、研究の遅れを取り戻す。

次年度使用額が生じた理由

遺伝子導入線虫の作成に手間取り、費用がかかるDNAマイクロアレイ解析が計画通り進まなかったため

次年度使用額の使用計画

DNAマイクロアレイ解析を優先し、転写因子MXL-3が制御する遺伝子の特定を目指す。ここに繰り越した研究費を使用する

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Ethyl methanesulfonate induces mutations in Caenorhabditis elegans embryos at a high frequency.2014

    • 著者名/発表者名
      (1)Hartman PS, Barry J, Finstad W, Khan N, Tanaka M, Yasuda K, Ishii N.
    • 雑誌名

      Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis

      巻: 766-767 ページ: 44-48

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2014.05.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating “Cosmetic Therapy” by Using Near-Infrared Spectroscopy.2014

    • 著者名/発表者名
      (2)Ikeuchi M, Saruwatari K, Takeda Y, Shimoda M, Nakashima A, Inoue M, Oroguchi T, Ishii N, Yoshii F, Haida M.
    • 雑誌名

      World Journal of Neuroscience

      巻: 4 ページ: 194-201

    • DOI

      doi.org/10.4236/wins.2014.42023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetically induced oxidative stress in mice causes thrombocytosis, splenomegaly and placental angiodysplasia thatleads to recurrent abortion2014

    • 著者名/発表者名
      Ishii T, Miyazawa M, Takanashi Y, Tanigawa M, Yasuda K, Onouchi H, Kawabe N, Mitsushita J, Hartman PS, Ishii N
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 2 ページ: 679-685

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.redox2014.05.001

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化ストレスと老化のモデル研究2014

    • 著者名/発表者名
      石井恭正,安田佳代,石井直明
    • 学会等名
      第66回日本皮膚科学会西部支部学術大会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
  • [学会発表] ミトコンドリア複合体II電子伝達異常に起因する酸化ストレスと生体の加齢変容2014

    • 著者名/発表者名
      石井恭正,宮沢正樹,安田佳代,石井直明
    • 学会等名
      日本ミトコンドリア学会-日本基礎老化学会Joint Meeting
    • 発表場所
      東京 東海大学高輪キャンパス
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-25
  • [学会発表] Age-dependent redox regulations with mitochondrial reactive oxygen species in hippocampal regions2014

    • 著者名/発表者名
      Ishii T, Takanashi Y, Miyazawa M, Yasuda K, Hartman PS, Ishii N
    • 学会等名
      The 2014 Cold Spring Harbor Laboratory meeting on Molecular Genetics of Aging
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor Laboratory、USA
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
  • [学会発表] ミトコンドリア酸化ストレスによる脳内グリア環境の加齢変化2014

    • 著者名/発表者名
      石井恭正,高梨由美,宮沢正樹,安田佳代,石井直明
    • 学会等名
      第67回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
  • [図書] アンチエイジング読本2015

    • 著者名/発表者名
      石井直明
    • 総ページ数
      157
    • 出版者
      東海教育研究所
  • [図書] 老化の生物学2014

    • 著者名/発表者名
      石井恭正,石井直明
    • 総ページ数
      351
    • 出版者
      化学同人

URL: 

公開日: 2016-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi