Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

成長 / 筋肉 / 老化 / ゼブラフィッシュ / 近縁種 / 終生成長 / 寿命 / 体サイズ

魚類の体幹骨格筋は、解剖学的に遅筋、速筋、中間筋の3種類に分かれる。魚類骨格筋のもう一つの特徴は、成熟後も新生筋線維の形成が継続していることで、これが魚類の成長の鍵となっている。しかし、それぞれの筋肉の内部的な違いや、継続的な筋線維形成の基礎となるオミックスレベルの分子機構については、ほとんどわかっていない。昨年度に引き続き、ゼブラフィッシュの成魚と稚魚を用いた空間的トランスクリプトミクスデータを解析した。先行研究では中間筋は、体側部において速筋と遅筋の間に分布するとされていたが、本研究では背側や腹側にも大きく広がっていることが明らかになった。また、中間筋特異的に発現する複数の遺伝子を同定し、これらは中間筋マーカーとして使えると期待される。速筋の腹側部分は速筋型ミオシン重鎖を発現するが、他の速筋部分とは明確に異なるクラスターとして分類された。速筋の腹側部分や遅筋ではmyoDが他の領域より強く発現し、これら領域が魚類特異な成熟後の筋成長に寄与している可能性がある。また、これら筋形成が活発な腹側領域ではIGF結合タンパク質であるIGFBPの幾つかのパラログが特異的に発現することが明らかになった。IGFシグナルは成長や老化に寄与するが、IGFシグナルを調整するIGFBPは複数種存在し、魚類ではさらに多様に分化しており、それぞれの機能は明確でない。特定のIGFBPの発現が、魚類の特異な筋成長に寄与する可能性があり、今後検討が必要である。
また、研究協力関であるバングラディシュ農業大学では、ゼブラフィッシュ近縁種でゼブラフィッシュよりも大型に成長するベンガルダニオ（Devario devario）を捕獲し、現在飼育している。

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)
五十嵐洋治	三重大学	生物資源学研究科	助教	(Kakenデータベース)