線虫モデルを用いた研究で、細胞内のmRNAのバランスが寿命に影響することが明らかになった。
最後に見直したもの: 02.07.2025

なぜある人は他の人よりも長生きするのでしょうか?DNAに含まれる遺伝子は、病気を予防し、健康を維持する上で重要な役割を果たしますが、ゲノム配列の違いによって説明できるのは、人間の寿命の自然な変動の30%未満です。
老化の影響を分子レベルで探究すれば、寿命のばらつきを解明できる可能性がありますが、ヒトでこれを研究するために必要なスピード、規模、そして質の高いデータを収集することは不可能です。そこで研究者たちは、線虫(Caenorhabditis elegans)に着目しています。ヒトはこれらの小さな生物と多くの生物学的類似点を有しており、また、寿命にも大きな自然変異が見られます。
ゲノム制御センター(CRG)の研究者たちは、制御された環境で遺伝的に同一の線虫数千匹を観察しました。餌、温度、捕食者や病原体への曝露がすべての線虫で同じであったにもかかわらず、多くの線虫が平均よりも長く、あるいは短く生き続けました。
この研究では、この変異の根本的な原因が、生殖細胞(生殖に関わる細胞)と体細胞(体を構成する細胞)におけるmRNAレベルの変化にあることを突き止めました。これら2種類の細胞間のmRNAバランスは、時間の経過とともに崩れ、つまり「分離」し、その結果、一部の個体は他の個体よりも早く老化するようになります。この研究結果はCell誌に掲載されています。
この研究では、分離プロセスの程度と速度が、少なくとも40種類の遺伝子群によって制御されていることも明らかになりました。これらの遺伝子は、代謝から神経内分泌系まで、体内で様々な役割を果たしています。しかし、これらの遺伝子すべてが相互作用し、一部の個体が他の個体よりも長生きする原因となっていることを明らかにしたのは、この研究が初めてです。
一部の遺伝子をオフにすると線虫の寿命は延び、他の遺伝子をオフにすると寿命は縮みました。これらの結果は、驚くべき可能性を示唆しています。線虫の老化における自然な違いは、多くの異なる遺伝子の活動におけるランダム性を反映している可能性があり、個体が多くの異なる遺伝子をオフにしたように見えるのです。
「線虫が8日間生きるか20日間生きるかは、これらの遺伝子の活性における一見ランダムな差異によって決まります。一部の線虫は、適切な遺伝子セットが適切なタイミングで活性化するという点で、単に幸運なようです」と、論文の筆頭著者であり、ゲノム制御センターの研究者であるマティアス・エーダー博士は述べています。
Aexr-1、nlp-28、mak-1 の 3 つの遺伝子をノックアウトすると、寿命のばらつきに特に劇的な影響があり、その範囲が約 8 日からわずか 4 日にまで減少しました。これらの遺伝子のいずれか 1 つを除去すると、すべての個体の寿命が均一に延びるのではなく、寿命の短い線虫の寿命が大幅に延びましたが、最も寿命の長い線虫の寿命は実質的に変化しませんでした。
研究者たちは、健康寿命(単に肉体的な寿命ではなく、健康に過ごせる期間)にも同様の効果が見られることを観察した。遺伝子の一つをノックアウトするだけで、健康寿命の短い線虫の健康的な老化が著しく改善された。
「これは不死の線虫を作ることではなく、老化のプロセスを今よりも公平にすることです。私たちは本質的に医師が行っていること、つまり、同年代の線虫よりも早く死んでしまう線虫をより健康にし、本来の寿命に近づけることを目指しています。しかし、私たちは単に病気の個体を治療するのではなく、老化の根底にある生物学的メカニズムを標的にすることでこれを実現しています。これにより、本質的には個体群の均一化と長寿化が促進されます」と、本研究の主任著者であり、ゲノム制御センターのチームリーダーであるニック・ストラウストルップ博士は述べています。
この研究では、遺伝子を無効にしてもなぜ虫の健康に悪影響がないように見えるのかについては触れられていない。
「複数の遺伝子が相互作用し、一定の年齢を超えると、体内に冗長性をもたらす可能性があります。また、実験室のような安全で快適な環境で暮らす個体には、遺伝子は不要である可能性もあります。野生の過酷な環境では、これらの遺伝子が生存にさらに重要になるかもしれません。これらは、仮説の一部に過ぎません」とエダー博士は述べています。
研究者たちは、様々な細胞や組織中のRNA分子を測定する手法を開発し、「ライフスパン・マシン」と組み合わせることで、これらの発見を成し遂げました。ライフスパン・マシンは、数千匹の線虫の生涯を一度に追跡できる装置です。線虫は、スキャナーの監視下にある装置内のペトリ皿の中で生きています。
この装置は線虫を1時間ごとに撮影し、その行動に関する豊富なデータを収集します。研究者たちは、マウスの生物学的特徴がヒトに非常に近いマウスの老化の分子的要因を研究するために、同様の装置を開発する予定です。