Research Abstract

Caenorhabditis elegans(線虫)を宇宙で飼育したときに発現が抑制された遺伝子群は寿命の制御に関与している

Genes down-regulated in spaceflight are involved in the control of longevity in Caenorhabditis elegans

2012年7月5日 Scientific Reports 2 : 487 doi: 10.1038/srep00487

重力の微小な宇宙環境が加齢にどのような影響をおよぼすのかはよくわかっていない。我々が観察したところによると、ポリグルタミンに黄色蛍光タンパク質をつないだタンパク質を発現するCaenorhabditis elegansを宇宙で飼育すると、地上飼育時には、加齢に伴って蓄積するポリグルタミンの凝集体の形成が抑制された。また、宇宙環境で発現が抑制された7個の遺伝子をそれぞれ1個ずつ不活性化した線虫を地上で飼育すると、寿命が長くなった。これらの遺伝子からつくられるのは、神経細胞(ニューロン)のシグナル伝達あるいは内分泌型シグナル伝達にかかわっているとされるタンパク質、すなわち、アセチルコリン受容体、アセチルコリン輸送体、コリンアセチルトランスフェラーゼ、ロドプシン様受容体、グルタミン酸開閉型塩素イオン(Cl)チャネル、shakerファミリーのカリウムチャネル、およびインスリン様ペプチドである。これらのタンパク質の多くは、長寿調節に重要な転写因子DAF-16またはSKN-1を介して、あるいは、えさが制限されたときに働くシグナル伝達を介して、単独あるいは共同作用して寿命の制御に関与していた。本研究の結果から、C. elegansでは、宇宙の微小重力環境にさらされるとニューロン系と内分泌系が応答し、加齢の速度が遅くなることが示唆される。

本田 陽子1, 東端 晃2, 松永 洋平3, 米澤 友紀子4, 河野 強3, 東谷 篤志5, 栗山 可奈6, 嶋津 徹6, 田中 雅嗣1, Nathaniel J. Szewczyk7, 石岡 憲昭2 & 本田 修二1

  1. 東京都健康長寿医療センター研究所・老化制御研究チーム
  2. 宇宙航空研究開発機構
  3. 鳥取大学大学院 農学研究科
  4. 鳥取大学 農学部
  5. 東北大学大学院 生命科学研究科
  6. 日本宇宙フォーラム
  7. ノッティンガム大学(英国)

How microgravitational space environments affect aging is not well understood. We observed that, in Caenorhabditis elegans, spaceflight suppressed the formation of transgenically expressed polyglutamine aggregates, which normally accumulate with increasing age. Moreover, the inactivation of each of seven genes that were down-regulated in space extended lifespan on the ground. These genes encode proteins that are likely related to neuronal or endocrine signaling: acetylcholine receptor, acetylcholine transporter, choline acetyltransferase, rhodopsin-like receptor, glutamate-gated chloride channel, shaker family of potassium channel, and insulin-like peptide. Most of them mediated lifespan control through the key longevity-regulating transcription factors DAF-16 or SKN-1 or through dietary-restriction signaling, singly or in combination. These results suggest that aging in C. elegans is slowed through neuronal and endocrine response to space environmental cues.