テロメア短縮に応答して誘導される細胞生理変化とその分子機構の網羅的解析

端粒缩短引起的细胞生理变化及其分子机制的综合分析

• 批准号: 11J02554
• 负责人: 松井 愛子
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02554/
• 关键词: テロメア短縮; 細胞老化; オートファジー; テロメアタンパク質; 液胞; 高浸透圧ストレス応答; 出芽酵母; 老化; 細胞周期; TORC1

テロメア短縮によって誘導される細胞老化時にはオートファジーを始め、細胞体積変化などの様々な形質変化が誘導されることがこれまでの研究結果から明らかとなった。しかしそれらの分子機構はまだわかっていないものも多い。そこで、細胞老化時に起こるオートファジーを始めとした形質変化の分子機構を明らかとし、その生理的意義を解明することを目的とした。昨年度の研究から、細胞老化時にはオートファジーが誘導されることでTORC1活性が低下することを明らかにした。そこで、本年度ではいくつかのオートファジー変異細胞を用いて細胞老化時のTORC1活性を解析したところ、その中にはTORC1活性を低下させる変異細胞はなかった。次に、細胞老化時オートファジーの誘導原因を解明するために、テロメアタンパク質であるRap1との関連性を解析した。その結果、テロメア短縮時にRap1の発現量は低下するが、Rap1の発現量が低下してもTORC1活性の低下は見られなかったことから、Rap1発現量の変化とオートファジー誘導とに因果関係がないと考えられる。一方老化細胞で見られる形質変化の一つである、液胞体積増大の原因を解析するために、高浸透圧ストレス応答反応を調べた。すると、老化した細胞では高浸透圧ストレス応答機能が低下していることがわかった。そこで、高浸透圧ストレス応答異常とRap1発現量変化との関連性を解析したところ、Rap1発現量の低下に伴い、液胞体積の増大と高浸透圧ストレス応答異常が引き起こされることがわかった。つまり、老化した細胞では、Rap1の発現量が低下することで高浸透圧応答異常を引き起こし、液胞体積が増大することが示唆された。今回の結果から、細胞老化時に見られる形質変化の分子機構の一端が解明され、今後の老化研究の進展に貢献することが期待される。

前期研究结果表明，端粒缩短引起的细胞衰老过程中，会引发自噬、细胞体积变化等多种表型变化。然而，许多这些分子机制仍然未知。因此，我们的目的是阐明细胞衰老过程中发生的自噬和其他表型变化的分子机制，并阐明其生理意义。去年的研究表明，在细胞衰老过程中，TORC1 活性由于自噬的诱导而降低。因此，今年，我们使用几种自噬突变细胞分析了细胞衰老过程中的TORC1活性，发现它们都不具有降低TORC1活性的突变细胞。接下来，为了阐明细胞衰老过程中自噬诱导的原因，我们分析了与端粒蛋白Rap1的关系。结果，当端粒缩短时，Rap1的表达量降低，但即使当Rap1的表达量降低时，TORC1活性也没有降低，这表明Rap1表达量的变化与自噬诱导之间不存在因果关系。 。另一方面，为了分析衰老细胞中观察到的变化之一液泡体积增加的原因，我们研究了高渗应激反应。他们发现衰老细胞的高渗应激反应功能下降。因此，我们分析了异常高渗应激反应与Rap1表达变化之间的关系，发现Rap1表达减少导致液泡体积增加和异常高渗应激反应。换句话说，在衰老的细胞中，Rap1的表达水平降低，导致异常的高渗反应和液泡体积增加。这些结果有望阐明细胞衰老过程中性状变化背后的部分分子机制，并有助于未来衰老研究的进展。

项目成果

Autophagy regulates cell cycle progression under nitrogen starvation in budding yeast

自噬调节芽殖酵母氮饥饿下的细胞周期进程

• 发表时间: 2011
• 作者: Koeda K.;Yoshino T. and Tachihara K.;松井愛子;小枝圭太,吉野哲夫,立原一憲;松井愛子
• 通讯作者: 松井愛子

オートファジー依存的な細胞周期進行機構とそのゲノム安定性への関与

自噬依赖性细胞周期进展机制及其对基因组稳定性的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 松井愛子;鎌田芳彰;松浦彰
• 通讯作者: 松浦彰

The Role of T0RC1 in Autophagy-dependent Cell Cycle Progression during Nutrient Starvation

T0RC1 在营养饥饿期间自噬依赖性细胞周期进展中的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: Y. Niimi;D. H. Wei;H. Idzuchi. T. WaJcaaura;T. Kato;and Y. Otani;松井愛子
• 通讯作者: 松井愛子

The mechanism of autophagy-dependent cell cycle progression and its role in genome stability under nutrient starvation

自噬依赖性细胞周期进程的机制及其在营养饥饿下基因组稳定性中的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: Souichirou Takabe;Keitaro Teranishi;Shin Takaki;Makoto Kusakabe;Shigehisa Hirose;Toyoji Kaneko;Susumu Hyodo;小枝圭太・吉野哲夫・立原一憲;H. Idzuchi. Y. Fukuma and Y. Otani;Aiko Matsui
• 通讯作者: Aiko Matsui

The role of autophagy in genome stability through suppression of abnormal mitosis under starvation.

• DOI: 10.1371/journal.pgen.1003245
• 发表时间: 2013
• 期刊: PLoS genetics
• 影响因子: 4.5
• 作者: Matsui A;Kamada Y;Matsuura A
• 通讯作者: Matsuura A