研究内容(水沼グループ)

モデル生物(酵母・線虫)を用いたアンチエイジング研究(水沼グループ)

老化は誰もが避けては通れないものであり、様々な疾病を伴うことが知られています。人の寿命は数十年とたいへん長いため老化の研究を行うには膨大な時間が必要となります。そこで、人よりも寿命が短い酵母、線虫、ショウジョウバエ、マウスといったいわゆるモデル生物が活躍します。私たちのグループでは、最もシンプルな単細胞モデル生物である出芽酵母と多細胞モデル生物の線虫を用いて、アンチエイジング研究を行っています。出芽酵母は5~10 µmほどの大きさの単細胞生物です。出芽酵母は、いわゆるパン酵母、ビール酵母といわれる微生物で、私たちにもたいへん馴染み深い生物です。しかし、「そもそも酵母に”老化”ってあるの?」と思われる方も多いと思います。実は酵母も年老いて、最後は死にます。しかも、最近の研究から、遺伝子レベルで寿命が制御されていることも分かりつつあります。たいへん興味深いのは、寿命を決定する因子は酵母や線虫で最初に発見され、その後、その基本的な仕組みが高等生物にまで高く保存されていることが分かったという点です。しかしながら、老化の過程は複雑であり、その仕組みにはまだまだ不明な点が多いのが現状です。超高齢化社会を迎えた現在、いわゆる”健康寿命”の延長が期待されており、老化の仕組みの全容解明が急がれています。寿命研究の成果は、単に寿命メカニズムの解明のみならず、老化に伴う各種疾患(生活習慣病やがん)の発症機構の理解やその予防・治療に役立つことが期待されます。

以下、出芽酵母と線虫を用いた研究内容について簡単に紹介します。

1、出芽酵母のCa2+シグナルによる寿命制御機構の解明
Ca2+イオンは、真核生物におけるシグナル伝達物質として様々な細胞機能の調節に関わっています。また、Ca2+情報伝達経路において中心的な役割を担っているカルシニューリンは、ヒトでは免疫応答、記憶、心臓の形成、またダウン症、統合失調症といった病気にも関与していることが報告されており、非常に注目されている酵素です。しかしながら、Ca2+シグナル(カルシニューリン)と老化との関係は明らかになっていませんでした。今回、私たちは出芽酵母においてCa2+シグナル(カルシニューリン)が寿命制御にも関与していることを世界ではじめて明らかにしました。現在、その分子メカニズムについて詳細に解析を行っています。

2、出芽酵母の新規寿命制御因子の探索と機能解明
Ca2+シグナルと寿命制御との関係を解析する過程で、新奇な長寿遺伝子の取得に成功しました。さらにその長寿遺伝子はテロメア長(老化・寿命と密接な関係があるゲノム末端構造)の制御にも関わることも見出しました。そこで、この遺伝子を持つ長寿変異株を用いて、老化に関わる新しい分子を探索し、その全容を明らかにすることを目的に解析を行っています。

3、線虫C. elegansの温度と細菌シグナルによる寿命制御機構の解明
線虫を用いた解析も行っています。線虫は、1mm程度の大きさの多細胞生物です。この生物の細胞の数はたった1000個ほどですが、神経、筋肉、生殖系列といったものをちゃんともっています。最近の解析から、腸内細菌や温度により寿命が制御される新奇機構も発見し、現在このメカニズムの詳細ついて解析中です。これらは腸内細菌叢や食によるアンチエイジングのほか免疫力向上の理解にもつながる研究です。

出芽酵母と線虫、これら2種類のモデル生物は、全ゲノム配列が明らかにされており、老化・寿命制御を理解するうえで強力な解析ツールとなっています。酵母と線虫両者の実験上の強みを生かしてアンチエイジング研究を実施し、その成果を私たちの健康長寿社会の実現に貢献したいと考えています。


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