Research press release

【老化】宇宙飛行した線虫の老化速度

Scientific Reports

Ageing: Worms for the space age

「宇宙環境は生物の老化速度に影響を与えるのか」というテーマで線虫(Caenorhabditis elegans)の研究が行われた。ポリグルタミン凝集体は、加齢によって蓄積することが従来の研究で判明しているが、今回、遺伝子導入によってポリグルタミン凝集体を発現するようにした線虫を宇宙環境に置いた実験で、このポリグルタミン凝集体の形成が抑制される可能性が明らかになった。今回の研究は、宇宙環境からのシグナルに対するニューロン応答と内分泌応答を通じて、線虫の老化が遅くなる可能性を示唆している。詳細を報告する論文は、Scientific Reportsに掲載される。

動物の寿命と老化速度は、気温、酸素、食物摂取などの環境要因の影響を受けている。一方、宇宙の微小重力環境が老化に及ぼす影響については解明が遅れており、その評価は難しい。今回、東京都健康長寿医療センター研究所の本田陽子たちは、この問題を解決するため、宇宙飛行をした線虫の老化マーカーを調べて、宇宙環境で発現が変化する遺伝子が寿命の調節にどのようにかかわっているのかを探った。

国際宇宙実験線虫プロジェクトにおいて、線虫の培養が行われ、線虫は、2日間宇宙飛行し、国際スペースステーションで9日間滞在した。その後、線虫は液体窒素で急速冷凍されて地球に持ち帰られた。それと同時に、地上では、対照群の線虫について同じ実験が行われた。地上での実験では、宇宙で発現低下した7種類の遺伝子のそれぞれを不活化させた線虫の寿命が延びた。これらの遺伝子は、ニューロンのシグナル伝達あるいは内分泌シグナル伝達と関係するタンパク質をコードしており、そのほとんどが、寿命調節に重要な転写因子DAF-16又はSKN-1を通じて、あるいは、食餌制限シグナル伝達を通じて寿命調節を媒介すると考えられている。

寿命調節に関係すると考えられる遺伝子が宇宙飛行におけるレベルに匹敵する発現低下を起こした場合の影響を調べる研究は、これからも続ける必要があるが、今回の研究では、宇宙飛行した線虫の老化速度が、対照群の線虫よりも遅いことが示唆されており、宇宙飛行によって線虫の寿命が延びる可能性が暗示されている。

Can exposure to a space environment affect how quickly an organism ages? A study of the nematode, Caenorhabditis elegans, suggests that in this organism, spaceflight may suppress the formation of transgenically expressed polyglutamine aggregates, which have been shown previously to accumulate with age. The study, published in Scientific Reports, suggests that ageing in C. elegans may be slowed through neuronal and endocrine responses to cues from the space environment.

Lifespan and ageing rates in animals are influenced by environmental factors, such as temperature, oxygen and food intake. How microgravitational space environments affect ageing remains poorly understood and can be difficult to evaluate. To address this question, Yoko Honda and colleagues examined a marker of ageing in space-flown C. elegans and explored the involvement of genes whose expression was altered in spaceflight on the control of lifespan.

During the International C. elegans Experimental First project, worms were incubated and flown for two days and were on board the International Space Station for nine days, before returning to Earth and being flash frozen in liquid nitrogen; control animals underwent the same procedures at the same time on the ground. The authors observed that inactivation of each of seven genes that are downregulated in space extended the worms’ lifespan on the ground. These genes encode proteins that are linked to neuronal or endocrine signalling; most appear to mediate lifespan control through the key longevity-regulating transcription factors DAF-16 or SKN-1 or through dietary-restriction signalling.

Further study of the effects of decreased expression of the implicated genes comparable to the level in spaceflight is required, but the present study suggests that space-flown worms age more slowly compared with the control group, and hints that spaceflight may extend worm lifespan.

doi: 10.1038/srep00487

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