サッカロミセス・セレビシエにおける年代の寿命を調節する遺伝的リンクの特性評価のためのサプレッサースクリーン

老化は、最終的に生物死亡の確率を高める無数の生物学的プロセスにおける誠実さの時間依存的喪失である。老化は、すべての種のためにほぼ避けられません。細胞レベルでは、ゲノム不安定性、エピジェネティック変化、プロテオスタシスの喪失、ミトコンドリア機能不全、規制緩和された栄養センシング、細胞老化、およびテロメア消耗^11、22など、老化に関連するいくつかの特徴があります。酵母のような単細胞生物では、これは複製電位および年代的寿命^33、44の減少をもたらす。これらの細胞変化は、癌、心不全、神経変性、糖尿病、骨粗鬆症^55、6、76,を含む病理として、ヒトのようなより複雑な生物に現^れる。老化のプロセスを特徴づける多くの複雑さにもかかわらず、広く発散する生物^,8、9、109に渡ってこのプロセスの根⁸底にあるこれらの分子的特徴の保全がある。¹⁰老化時にこれらの経路の変化を同定すると、生活習慣の変化によって操作できることが実現した- 食事制限は、多くの生物の寿命を大幅に延ばすことを示している^11.これらの経路は、複雑な方法で互いに収束し、交差し、他の多くの経路。これらの相互作用の解明と特徴付けは、寿命と健康寿命を延ばすために治療介入の可能性を提供します^12,,13,,14.

老化の分子基盤の保全は、より単純なモデル生物の使用を通じてプロセスの基礎となる遺伝的相互作用の機能的解剖を可能にする – 出芽酵母、サッカロマイセスcerevisiae^15、16,16を含む。出芽酵母によってモデル化された老化の2つの確立されたタイプがあります:時系列老化(時系列寿命、CLS)および複製老化(複製寿命^、RLS)17。時系列のエージングは、細胞が非分割状態で生き残ることができる時間を測定します。これは、細胞4など_G0で人生の大半を過ごす細胞に見られる老化に似^{ています。}あるいは、複製寿命は、細胞が枯渇前に分裂できる回数であり、有糸分裂的に活性な細胞型(例えば、細胞が有することができるドーター細胞の数⁾¹⁸である。

この方法の全体的な目標は 、S.cerevisiaeを使用して老化の遺伝学の機能的解剖を可能にするプロトコルを提示することです。多くの研究者が多くの優れた研究を行い、現在の理解を得ていますが、新進研究者が学業の早い段階から高齢化に貢献する機会は数多く残っています。研究者が老化の分野をさらに進めることを可能にする明確な方法論を提示します。このプロトコルは、独自の新しい仮説を策定し、テストするために必要なツールを提供することにより、彼らの学術的なキャリアの段階に関係なく、すべての研究者のためにアクセスできるように設計されています。私たちのアプローチの利点は、これは、機関に関係なく、すべての研究者が容易にアクセスできる費用対効果の高い方法であるということです – そして、いくつかのプロトコル¹⁹に必要な高価な、特殊な機器を必要としません。このタイプのスクリーンを設計する方法はいくつかありますが、この研究で概説されているアプローチは、酵母の等原性野生型株と比較して時系列寿命の著しい減少を示す非本質的遺伝子のヌル突然変異体をスクリーニングするのに特に適しています。

我々の原理証明として、我々はSIR2、リジンデアセチラーゼを過剰発現時に延長および短縮CLSの両方を示すと報告したクローンを作成する。SIR2過剰発現は最近、ワイン造酵母のCLSを増加させることが判明した。しかし、いくつかのグループはSIR2とCLS拡張間のリンクを報告していない、 特徴付けられる²⁰、^21,、22の下でその役割を残す 。文献のこれらの矛盾する報告のために、我々は、ある場合、時系列老化におけるSIR2の役割を明確にするために独立した研究を追加するために、この遺伝子を選択しました。さらに、SIR2ホモローグのコピー数を増やすと、線虫モデルシステム²³の寿命が延びる。

オートファジーは、細胞内分解系であり、タンパク質やオルガネラなどの細胞質製品をリソソーム²⁴に送達する。オートファジーは、細胞の恒常性^を維持するために損傷したタンパク質およびオルガネラを分解する役割を通じて長寿と密接に結びついている。オートファジーの誘導は、多くの遺伝子の発現を調整することに依存し、そしてATG1遺伝子の欠失は出芽酵母²⁶において異常に短いCLSをもたらす。オートファジーおよび細胞質-液胞(真菌リソソーム等価)経路^27,28,28における小胞形成に必要なタンパク質セリン/スレオニンキナーゼに対するATG1コード。ここでは、コピー数の増加画面のメソッドを紹介し、野生型のCLSおよびatg1-nullバックグラウンドでSIR2コピーが増加した場合の効果をテストします。この方法は、主に学部の機関の若手研究者や研究グループに特に適しています, その多くは、科学で過小評価され、限られたリソースを持っているコミュニティにサービスを提供しています.