卒業研究のご紹介

化学・バイオ・栄養系

コラーゲン分解物によるコラーゲン発現誘導機構の解析

森切 幸乃静岡県
応用バイオ科学部応用バイオ科学科 2018年3月卒業
静岡県立吉原高等学校出身

研究の目的

タンパク質の一種であるコラーゲンは、ヒトの皮膚や骨など結合組織の主要な構成成分であり、老化に伴い劣化、減少する。ヒトと共通した遺伝子を多く持つ線虫においても、老化とコラーゲンは密接な関係であることが示唆されている。本実験では、コラーゲントリペプチド(CTP)を線虫に投与し、野生型のほか種々の遺伝子変異体を用いて寿命やコラーゲン遺伝子の発現量を測定することで線虫の寿命に関与するコラーゲンの作用機序を検討した。

研究内容や成果等

日本は長寿国であるが、平均寿命と健康寿命の差が約10年あり、健康寿命の延長が望まれている。モデル生物である線虫を用いてコラーゲンと老化の進行に関係する遺伝子機構を解析した。その結果、線虫にCTPを投与した結果、コラーゲンの発現が増加するだけでなく、平均寿命の延長のほか、運動能力の低下に関する健康寿命を改善することが見出された。この機構はMAPキナーゼという細胞内の情報伝達を行う遺伝子が関わっており、ヒトにも保存されている。このため、本研究成果はヒトに応用し、健康寿命の改善への貢献が期待される。


■CTP投与の結果、コラーゲン遺伝子(col)
メッセンジャーRNAの発現が増加した

■野生型線虫の健康寿命測定実験

■野生型線虫の寿命測定実験

■変異体線虫の寿命測定実験
指導教員からのコメント 准教授 井上 英樹

森切さんは「コラーゲン分解物によるコラーゲン発現誘導機構の解析」をテーマに卒業研究を行いました。これまで線虫という実験動物を用いた研究で、コラーゲンの維持が老化抑制に関与するということが示唆されていました。そこで、生理活性を持つコラーゲン分解物が線虫に作用するか。また、どのような仕組みでコラーゲンの発現が調節されるかを調べました。その結果、コラーゲン分解物が線虫のコラーゲンを増やし寿命を延ばすだけでなく、運動能力の低下が遅くなるといった健康寿命も延長するという作用を見出しました。この効果はMAPキナーゼ経路という、細胞内の情報伝達系が機能しない系統の線虫ではみられなかったことから、コラーゲン分解物がMAPキナーゼ経路をとおしてコラーゲンの発現を促し、老化の進行を抑えると考えられます。今後、メカニズムの詳細を明らかにすることでコラーゲン分解物が線虫の老化の進行を抑える仕組みを解明し、哺乳動物への応用を目指します。

卒業研究学生の紹介 森切 幸乃

学科では、毎週実験があり、様々な実験やグループ実験ができます。自分たちで考えて計画を立てて行うので、考える力や計画性、協調性などを習得できました。さらに、実験の発表も行うので、発表する力も身につきます。卒業研究では、研究内容に関する知識や実験の技術、プレゼンテーション技術などが学べる上に、新しい発見もできました。とても有意義な4年間でした。