RNA高次構造による老化促進メカニズムの解明

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細胞の大きさは細胞機能を維持するために厳密に制御されている。その一方で、がん細胞では小さく、老化細胞では大きくなる。近年、細胞を肥大化させると、細胞内遺伝子発現が変化し、老化細胞様の形質が発言することが報告された。また、老化による細胞の肥大化により、細胞質の濃度が低下することも示唆されている。細胞が自身の大きさを制御するメカニズムや細胞老化メカニズムの解明は、老化関連疾患治療戦略の確立に必須であるものの、細胞内環境の変化が遺伝子発現に及ぼす影響については未だ理解されていない。本研究では、細胞サイズの変化による細胞質の分子環境の変化が遺伝子発現に及ぼす影響を、核酸の構造および熱安定性から定量的に理解することを目指す。そのため、下記の２ステップに分けて研究を行う。（１）In vitroにおける分子クラウディングが翻訳に及ぼす影響を明らかにする。（２）老化細胞における核酸構造による翻訳制御機構を明らかにする。令和4年度は（２）について検討した。ヘアピン構造やグアニン四重らせん構造などの高次構造を形成するRNAが転写されるテンプレートDNAとなるプラスミドベクターを遺伝子工学実験により設計、取得した。プラスミドを正常細胞および継代により老化した細胞に導入し、導入した遺伝子の発現を調べた。その結果、老化が進むにつれて翻訳効率の低下が観測された。またその翻訳効率の低下は安定な構造を形成するRNAほど顕著であった。令和5年度は老化が転写に及ぼす影響についてもqPCRを用いて調べ、老化の促進と翻訳効率の低下との関連を詳細に明らかにする予定である。