Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

寿命 / 老化 / 魚 / アユ / ニシオンデンザメ / 成長 / 魚類 / ゼブラフィッシュ / オンデンザメ

超長命魚としてオンデンザメのゲノムシーケンスを行った。ゲノムは断片化しているものの、幾つかの老化関連遺伝子は抽出でき、ハダカデバネズミなど既報の長命種において長寿命への寄与が示されているヒアルロン酸合成酵素などにおける類似性が認められた。また、短命種のアユについては、群馬県水産試験場で維持している遺伝的に均一な純系に近い群馬系統を用い、産卵・排精前後の各組織の採取を行った。産卵・排精後のアユでは急激に体重が減少し、雌雄60尾ずつの試験魚が1－2ヵ月で死亡したが、筋肉における比較RNA-seqから発現変動遺伝子を抽出し、エンリッチメント解析を行った結果、産卵・排精後のアユでは筋委縮が起きており、老化細胞が蓄積していることが示唆された。
一般的な魚類が示す筋肉の抗老化特性については、ゼブラフィッシュを用いて骨格筋の空間的トランスクリプトミクスを行った。空間的トランスクリプトミクスの結果、従来の骨格筋の解剖学的分類より高解像度で魚類筋肉の構造を明らかにすることが出来た。例えば、中間筋は速筋と遅筋の中間的性質を示し、従来は体側部の速筋と遅筋の間に分布するとされていたが、本解析では背側と腹側にも大きく広がっていることが示された。また、速筋は6つの領域に分割でき、特に腹側の一部領域では筋形成が活発に起きていることが示された。魚は筋肉が終生的に成長し、老化が抑制されている。本結果は、筋肉の特定の領域で終生的な筋形成が行われている可能性を示すものである。

寿命 / 老化 / 魚 / 筋肉 / 成長ホルモン / 体サイズ / 成長 / オートファジー / 魚類 / ゼブラフィッシュ / 幹細胞 / オンデンザメ / mTOR / 水産学 / 比較トランスクリプトーム / 比較ゲノム

魚類は様々な抗老化特性を示し、ヒトの最大寿命をはるかに超える長命種や一年未満で死ぬ短命種など寿命や老化の多様性を探る興味深い対象である。本研究では魚類の示す抗老化特性の一つである筋肉の終生的成長や再生能力維持に関し、成長と老化のバランスを制御するmTORシグナルの老齢段階での亢進が魚類では抑制されている可能性を提示した。また、mTORシグナルの過剰な促進は成長を促進するが、それはオートファジー、DNA修復経路などの様々な重要な抗老化プロセスを犠牲にしており、その結果老化を促進することを示した。また、短命魚における生殖後の老化細胞蓄積の可能性、長命魚における長命種共通の遺伝子進化を明らかにした。

脊椎動物は種によって成長や寿命が多様である。魚類は様々な抗老化特性を示すが、mTORなど脊椎動物に共通する寿命や老化の制御機構において、加齢段階で哺乳類とは異なるを活性を持つことが示された。また、これらカスケードを人為的に操作することで、成長のバランスが崩れると、どのようなメカニズムで老化が促進されるかを明らかにした。こうした知見は脊椎動物一般の老化や寿命を考える上で重要である。また、魚類の短命種や超長命種について、幾つか寿命特性と関連する可能性のある遺伝子やカスケードを見出した。これらについては今後さらに検討が必要であるが、脊椎動物の新しい寿命や老化の制御機構の発見につながる可能性がある。

【研究分担者】
浅川修一	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	教授	(Kakenデータベース)
吉武和敏	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	助教	(Kakenデータベース)
渡辺佑基	国立極地研究所	先端研究推進系	准教授	(Kakenデータベース)
神澤裕平	群馬県水産試験場	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)
松原利光	群馬県水産試験場	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)
阿久津崇	群馬県水産試験場	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)