要約:
アメリカの研究者による新しい研究では、長期的な食物摂取量の減少は寿命と老化率に影響を与えるだけでなく、DNA 変異が体組織に蓄積する方法も変化させる可能性があることが判明しました。マウスを使ったある実験では、1日当たりのカロリー摂取量が30％少ないマウスは、自由に餌を摂取できるマウスに比べて、複数の組織に蓄積するDNA変異が少なかった。この発見は、食事が老化や病気のリスクにどのような影響を与えるかを理解するための新たな手がかりを提供します。
この研究は、ニューヨーク大学ランゴン医療センター、クリーブランド大学病院、テキサス大学サウスウェスタン医療センター、国立衛生研究所の研究者によって完了しました。研究論文は雑誌「Cell」に掲載された。
DNA は遺伝情報を保存する分子ですが、常に同じであるとは限りません。年齢を重ねるにつれて、細胞は DNA 損傷、複製エラー、修復プロセスの逸脱を経験し続け、徐々に体細胞突然変異を蓄積します。ほとんどの突然変異は重大な影響を及ぼしませんが、一部の突然変異は遺伝子の正常な機能を妨げ、がんやその他の病気のリスクを高める可能性があります。したがって、どの要因が変異の蓄積を遅らせることができるかを解明することは、老化生物学における重要な研究の方向性です。
科学者たちはこれまでに、さまざまな動物実験で、カロリー制限が寿命を延ばし、加齢に伴う生理学的変化の一部を遅らせる可能性があることを発見しました。しかし、カロリー摂取量の減少がゲノム全体の変異蓄積にも影響を与えるかどうかはまだ完全には理解されていません。
この問題を研究するために、研究チームは高精度 DNA シーケンス技術を使用して、2 つのマウス グループの遺伝子変化を比較しました。マウスの一方のグループには自由に食事をさせ、もう一方のグループには長期間のカロリー制限を課し、その摂取量は自由摂食グループより約30％少なくなりました。次に研究者らは、食事の変化が遺伝子損傷の蓄積に影響を与えるかどうかを確認するために、さまざまな組織の DNA 変異を分析しました。
結果は、カロリー制限が、塩基置換や DNA セグメントの挿入や欠失などのさまざまな DNA 変異の減少と関連していることを示しました。塩基置換とは、DNA 配列内の 1 つの遺伝文字が別の文字に置き換えられることを意味します。挿入と欠失は、それぞれ遺伝子配列の一部が追加または失われることを意味します。
ただし、この変化はすべての臓器で同様に明らかであるわけではありません。肝臓細胞はカロリー制限に対して比較的顕著に反応しましたが、腎臓と脳組織はさまざまな程度の変化を示しました。これは、DNA変異に対する食事の影響は、体中のすべての細胞で同じ程度に遺伝子損傷を軽減するのではなく、特定の組織の生理学的特性に依存する可能性があることを示唆しています。
この研究では、ゲノムの異なる領域に対するカロリー制限の効果に予想外の違いがあることも発見しました。肝臓細胞と腎臓細胞では、突然変異が最も減少した領域は、遺伝子の活性が低い部分である傾向がありました。これらの領域には、遺伝子が含まれていない場合や、対応する細胞でほとんど使用されない遺伝子が含まれている場合があります。
研究者らは、DNA 修復活性の違いが理由の 1 つである可能性があると示唆しました。活発に機能している細胞内の遺伝子領域は、より頻繁に DNA 修復を受けることが多いため、カロリー制限によってもたらされる追加の保護は比較的限られている可能性があります。対照的に、正常な修復活動が低下している領域では、食事の変化によって引き起こされる違いが見られる可能性が高くなります。
ただし、これはまだ検証が必要な説明です。研究チームは、カロリー制限が突然変異を減少させる具体的なメカニズムを解明しておらず、他の細胞代謝プロセスが関与している可能性を排除できない。研究者らは、さまざまな食事療法をさらに比較し、より多くの組織や細胞タイプの DNA 変異を分析して、根底にある生物学的メカニズムを探索する予定です。
研究の共著者であるニューヨーク大学グロスマン医科大学准教授のギラッド・エブローニ氏は、この研究結果は食事と寿命との間に関連性がある可能性を明らかにするだけでなく、食事がゲノム全体にわたる突然変異の蓄積に関係していることも示していると指摘した。 DNA 変異はがんや他の多くの病気の発症に関与しているため、この関係を理解することが重要であると彼は考えています。
ただし、研究者らは、現時点ではこの結果を人間の食事の推奨に直接変換することはできないと強調しました。実験の被験者は人間ではなくマウスでした。たとえ動物実験で明らかな生物学的変化が起こったとしても、人間がカロリー摂取量を 30% 削減することで同じ効果を達成できると結論付けることはできません。
さらに、長期にわたる厳しいカロリー摂取制限は遵守が難しく、栄養不足、筋肉の減少、その他の健康リスクを引き起こす可能性もあります。カロリーをカットしても、タンパク質、ビタミン、ミネラル、その他の必須栄養素を摂取しなくてもよいという意味ではありません。人間の場合、正確にどれくらいのカロリー削減が必要か、どれくらいの期間、そしてこのアプローチが実際にがんの発生率を減らしたり寿命を延ばしたりできるかどうかについては、さらなる研究が行われる必要がある。
研究チームは、次のステップとして、極端なダイエットに頼らない介入方法を開発するために、カロリー制限が DNA 変異を減少させる重要なメカニズムを発見することを期待しています。科学者が真に保護的な分子経路を特定できれば、将来的には薬物、栄養戦略、またはその他の介入を通じて、加齢に伴う遺伝子損傷の蓄積を軽減できる可能性があります。
この研究の重要性は、人々が直ちに食事を 30% 減らすべきであることを証明することではなく、食事とゲノムの安定性の間に深い関係がある可能性を明らかにすることです。これは、老化、がん、その他の加齢に関連する病気を研究するための新しい方向性を提供しますが、臨床的に証明された人間の健康ソリューションにはまだ遠いです。
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