ミトコンドリア転写因子の老化への関与の分子遺伝学的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では,mtDNAへのTFAMタンパク質の非特異的な結合が生体に及ぼす影響を明らかにすることにより,老化におけるTFAMの役割を考察することを目的としている。このために,ショウジョウバエとヒトのTfam遺伝子について,mtDNAとの特異的な結合に必要とされているC末端側32アミノ酸残基を欠く遺伝子を作成してショウジョウバエに導入し,GAL4-UAS遺伝子強制発現系を用いて発現させた。本年度は,ミトコンドリアの形態への影響について,さらに解析を進めた。(1)TFAMの過剰発現個体の胸部筋肉におけるミトコンドリアを,電子顕微鏡によって観察した。過剰なTFAMの存在下では,クリステや内膜の疎化,及びマトリクスの密度低下が引き起こされ,その程度は加齢が進むにつれて増大した。特に,生存率が大きく低下し始める12日齢頃からこの変化は顕著になり,電子顕微鏡写真におけるミトコンドリア領域での密度の差は,過剰発現個体とコントロール個体で有意であった。(2)胸部の筋肉組織においては,ミトコンドリアの形態と筋原繊維の状態に関連がみられた。形態が著しく変化したミトコンドリアに囲まれた筋原繊維や,周囲のミトコンドリアの数が極端に減少している筋原繊維では,その損傷の程度がひどく,サルコメア構造にも影響が及んでいることが示された。適正な量のTFAMタンパク質とmtDNAの結合が,ミトコンドリアの機能,ひいては個体の活動の維持にとって重要であることが,本研究の結果より示唆される。本研究で示されたようなミトコンドリアの構造の変化は,呼吸活性にも影響し,さらには,筋原繊維の保持にも重要であると考えられる。今後,過剰なTFAMの存在下におけるミトコンドリアの活性を確認するとともに,mtDNAの転写や複製への影響を明らかにすることは,ミトコンドリアと老化の関連の理解に大きく貢献するものと期待される。