【名古屋大学】遺伝子からの老化指令～線虫の行動はプログラムにより積極的に老化する？～

【本研究のポイント】
・線虫C. elegans注)1 は加齢するとエサの匂いに向かう化学走性行動ができなくなる。
・順遺伝学的スクリーニング注)2 からnhr-76遺伝子の欠損で化学走性行動の老化が起こらなくなることを発見した。
・行動の老化はダメージの蓄積や病気で起こるだけではなく、設計図である遺伝子によって仕組まれているのかもしれない。





【研究概要】
　名古屋大学大学院理学研究科の野間　健太郎 准教授、横澤 陸王 博士後期課程学生は、線虫C. elegans（以下、線虫）において、ある遺伝子がエサに向かう行動を積極的に老化させていることを発見しました。
　研究チームは、線虫を用いた順遺伝学的スクリーニングにより、行動の老化を引き起こす遺伝子nhr-76を発見しました。nhr-76遺伝子を欠損させた線虫では、加齢後も若い線虫と同様に匂いを感知する受容体が発現し、エサの匂いに向かう行動が保たれました。この結果は、化学走性行動の老化が単なる経年劣化ではなく、遺伝子によってプログラムされた積極的なプロセスであることを示唆しています。これまで着目されてこなかった「積極的な老化」に着目した研究が進めば、いずれは老化を制御できる時代が来るかもしれません。
本研究成果は、2025年10月２3日付の国際的科学雑誌『Aging Cell』に掲載されました。


【研究背景と内容】
　老化とは、性成熟後に生じる生理機能の低下と定義されます。特に神経機能の老化は、認知能力や運動機能を低下させ、高齢化社会における深刻な課題となっています。
　
　老化は一般的に、有害な物質や損傷が蓄積する結果として受動的に進むと考えられています。一方、ヒトの老化が44歳と60歳で加速することが報告されており、「能動的な老化」の存在も示唆されています(Shen et al., Nat Aging, 2024)。しかしながら、能動的に老化を引き起こす遺伝子の存在や、その分子機構については明らかになっていません。
　
　本研究では、寿命が短く、少ない神経細胞を使って多様な行動を示す線虫を用いました。若い線虫は、ジアセチルなどのエサの匂いに向かって行く化学走性行動を示します。この行動は、感覚ニューロンに存在する匂いの受容体が、匂い物質を感知することによって行われます。本研究チームは先行研究において、生殖を終えた加齢線虫において、ジアセチルの受容体であるODR-10の発現量が減少し、それが原因でジアセチルへの化学走性行動が低下することを示しました(図1、Suryawinata*, Yokosawa*, et al., Sci Rep., 2024)。しかし、このような化学走性行動の低下が、単なる経年劣化なのか、遺伝子によって積極的に制御されているのかは不明でした。

　本研究では、さまざまな生命現象に重要な遺伝子を発見できる順遺伝学的スクリーニングと呼ばれる方法を用いました。このようなスクリーニングを複雑な行動の老化に適用したのは世界初の試みです。その結果、加齢後も化学走性能力を保持する変異体として、核内受容体注)3 を作り出すnhr-76遺伝子を発見しました。nhr-76遺伝子を欠損した個体では、加齢後でも若齢線虫と同様に匂いの受容体ODR-10が発現し、化学走性能力が高く保たれました(図2)。

　核内受容体と呼ばれるタンパク質は、一般的に細胞の核の中でステロイドホルモンなどの脂溶性物質を受け取って、他の遺伝子の発現量を制御しています。NHR-76の核の中での存在量は加齢によって変化しなかったことから、NHR-76の量ではなく活性化状態が変化すると考えられます。もしかすると、「老化ホルモン」としてはたらく物質が核内受容体NHR-76を活性化させて、行動を低下させているのかもしれません。