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» 2020年04月09日 15時00分 公開

医療技術ニュース:父親の低タンパク質の食事が子どもの代謝変化に影響するメカニズムを発見

理化学研究所は、父親の低タンパク質の食事が生殖細胞でエピゲノム変化を誘導し、それが精子を通じて子どもに伝わることで、肝臓の遺伝子発現変化と代謝変化を誘導することを明らかにした。

[MONOist]

 理化学研究所は2020年3月20日、父親の低タンパク質の食事が生殖細胞でエピゲノム変化を誘導し、それが精子を通じて子どもに伝わることで、肝臓の遺伝子発現変化と代謝変化を誘導することを発見したと発表した。筑波大学、大阪大学、九州大学、東京大学、ストラスブール大学との国際共同研究グループによる成果となる。

キャプション 父親の食事が生殖細胞でのエピゲノム変化を誘導し、子どもに影響するメカニズム(クリックで拡大) 出典:理化学研究所

 今回の研究では、低タンパク質食またはコントロール食で飼育した野生型の雄マウスをコントロール食で飼育した野生型雌マウスと交配させ、その子どもの肝臓の遺伝子発現パターンを調べた。その結果、低タンパク質食の雄マウスの子どもは、コントロール食の雄マウスの子どもと比べて遺伝子発現の変化が見られた。発現上昇した遺伝子には、コレステロール代謝系遺伝子などが多く含まれていた。

 一方、ATF7ヘテロ変異マウスの子どもでは、父親の低タンパク質食による遺伝子の発現変化はなかった。ATF7は、マウスなどにおいて、ストレスなど環境要因によるエピゲノム変化の誘導に重要な転写因子だ。

キャプション 父親マウスの低タンパク質食による子どもマウスの肝臓での遺伝子発現変化 出典:理化学研究所

 次に、低タンパク質食のATF7への影響を調べたところ、父親の精巣の生殖細胞ではATF7がリン酸化され、標的遺伝子から遊離することで、エピゲノム変化が起こっていることが明らかとなった。この変化は精子を経て受精卵に伝わり、子どもの遺伝子発現を変化させることが示された。

キャプション 父親マウスの生殖細胞でのATF7結合遺伝子の解析(クリックで拡大) 出典:理化学研究所
キャプション 父親マウスの生殖細胞でのATF7結合遺伝子の解析 出典:理化学研究所

 これらの研究成果から、「親の食事が子どもの疾患、特に糖尿病などの生活習慣病の発生頻度に影響する」という胎児プログラミング仮説のメカニズムの一端が解明されたことになる。今後、生活習慣病などの発症予防につながることが期待される。

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