概要

NADは、細胞の生命活動に必要なエネルギー源であり、その量的変動が老化やがん化に最も影響を与えるメタボライトの一つです。NADの産生には、細胞核と細胞質に存在するサルベージ経路とデノボ経路が関与しますが、その産生の多くは細胞質でのサルベージ経路に依存していると考えられていました。

今回、井倉毅 生命科学研究科准教授、古谷寛治 同講師、井倉正枝 同研究員、松田知成 工学研究科准教授らの研究グループは、放射線によるゲノム損傷ストレスに対してH2AXのアセチル化が、細胞核内のデノボNAD合成酵素をDNA損傷領域に誘導することにより、NAD産生が、細胞質でのサルベージ経路依存から細胞核内のデノボ経路依存に変遷することを見出しました。この変遷を阻害すると細胞老化の異常加速とコロニー形成能が増大します。この結果は、H2AXのアセチル化を介したNAD産生の経路と場の変遷、すなわち「空間的NAD代謝エピゲノム制御」が、新たなゲノムストレス応答となることを示唆しています。将来、この研究成果が、がんや細胞老化研究に大きな貢献をもたらすことが期待できます。

本研究成果は、2022年10月24日に、国際学術誌「Molecular and Cellular Biology」にオンライン掲載されました。

本研究の概要：NADは、これまでは多くが細胞質で産生経路に
依存していると考えられてきました。我々はその概念を更新し、
放射線によるゲノム損傷を受けた細胞では、ヒストンH2AXの
アセチル化による制御を介して、NAD産生が細胞核内の経路へと
変遷することを見出しました。その変遷が細胞老化とがん化の
抑制に重要であることを示し、「空間的NAD代謝エピゲノム制御」
と名づけました。