Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

筋肉 / 魚 / 終生成長 / 老化 / 魚類 / 再生 / 水産学 / 再生・成長 / 成長 / ゼブラフィッシュ / 筋衛星細胞 / 筋成長 / ミオシン重鎖 / プロモーター / 転写因子

ヒトの筋肉は加齢により減弱するが、魚類では、筋線維が生涯増え続ける。こうした魚の「終生成長」は、魚の成長と哺乳類の加齢性筋肉減弱を理解する上で重要だが、その機構は不明である。本研究では新生筋線維維で発現する遺伝子に着目し、その発現には、筋修復に関わるNFATが寄与することを示した。また、加齢に伴い、魚類筋肉でMSTN/GDF11およびTORシグナルが低下することを示した。逆にTORの活性化は筋肉における老化を促進した。こうした結果は、TORシグナルによる老化抑制とNFATおよびMSTN / GDF11シグナルによる筋幹細胞の維持が、魚類筋肉の終生成長の分子基盤であることを示している。

筋肉 / 運動 / 細胞内シクナル伝達 / 物理的ストレス / 転写調節 / スモールRNA / 骨格筋 / 関節軟骨 / メカニカルストレス / 物理刺激 / 細胞分化 / 組織成熟 / ノンコーディングRNA / マイクロRNA / 転写因子

本研究では身体運動に関連する遺伝子発現制御のうち,とくに身体運動に起因するメカニカルストレス誘導性マイクロRNA(miRNA)による転写後制御について解析した.マイクロアレイによる網羅的解析により,メカニカルストレス誘導性miRNAとして複数のmiRNAを同定した.このうちmiR-23aに関して,培養細胞および動物個体を用いてその機能を解析した結果,miR-23aは2つのユビキチンリガーゼの翻訳を抑制することで骨格筋の萎縮を抑制することを見いだした.

シナプス / ショウジョウバエ / 転写因子 / グルタミン酸受容体 / マイクロアレイ / 神経活動 / 遺伝子発現 / lola / 神経回路 / 運動神経 / 筋肉 / prospero

マイクロアレイ技術を用い、ショウジョウバエの神経筋シナプスにおいて、シナプス形成の前後や有無に対応したシナプス後細胞(筋肉細胞)での遺伝子発現の変化を検出することにより、シナプス形成・成熟過程において誘導される遺伝子を系統的にスクリーニングし、さらに機能を調べた。その結果、神経支配により発現が抑制される遺伝子のひとつである、転写因子longitudinals lacking(lola)が、筋肉において、グルタミン酸受容体などの複数のシナプス機能分子の発現を転写レベルで制御することを見いだした。

水産学 / 発生・分化 / バイオテクノロジー / ミオシン重鎖 / 筋肉 / ゲノム / 遺伝子発現解析 / 転写因子 / 生物・生体工学 / 小型魚類

メダカの筋形成過程で発現する主要なミオシン重鎖(myosin heavy chain, MYH)アイソフォームであるmMYH_<L1>、mMYH_<L2>およびmMYH_<emb1>につき、RACE法により転写開始点を同定した。次に、転写開始点から5'上流の配列をゲノムデータベースから抽出し、他生物種の相同領域とのホモロジー解析を行ったところ、mMYH_<emb1>の5'上流1kb付近にトラフグ胚体で発現するMYH_<M2528-2>の5'上流と高い相同性を示す領域が得られた。当該領域を含むmMYH_<emb1>の5'上流2kbをGFPをレポーターとするベクターに連結し、メダカ受精卵に導入したところ、メダカ胚の水平筋隔に限定したGFPの発現が観察された。同様の発現はゼブラフィッシュでも観察された。こうしたGFP陽性細胞の分布は遅筋型MYHを発現するmuscle pioneerのものと類似するが、特異抗体を用いた免疫染色の結果、GFP陽性細胞はmuscle pioneerのマーカーであるengrailedを発現しておらず、mMYH_<emb1>を発現する筋細胞の性状や発生の系譜に興味がもたれた。また、mMYH_<L1>およびmMYH_<L2>については、それぞれ翻訳開始点の5'上流2.6kbおよび4kbを連結したレポーターベクターを導入することで、メダカおよびゼブラフィッシュ胚の速筋でGFPの発現が観察された。これら結果から、MYHの5'上流には魚類の異なる筋組織での発現を制御するシス制御領域が存在することが示された。また、昨年度は筋特異的タンパク質の転写制御に関与する筋分化制御因子myoD familyをメダカからクローニングし、その発現パターンのプロファイリングを行った。今年度はこれら筋分化制御因子の活性調節に関与することがほ乳類で報告されているヒストンのアセチル化について検討した。メダカおよびゼブラフィッシュ受精卵をヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるバロプロ酸で処理したところ、発生の遅滞や体幹部の屈曲が観察された。特異抗体を用いた組織学的解析により、これら胚では本来表皮直下に単層を形成する遅筋細胞が重層化する異常が観察された。