寿命に関する遺伝子―クロック-1ノックアウトマウスの解析

The gene related to life span: analysis of coq 7/clk-1 knock-out mice

　1995年にHekimiらが，線虫C. elegansにおいて咽頭ポンピング，スイミング，脱糞などの生体リズム（ウルトラディアンリズム）が遅くなり，寿命が約1.5倍にまで延長する個体群を発見した^1）。この線虫の変異を決定づける遺伝子を生体内リズム異常に関わるものとして，クロック遺伝子群（clk）と命名した^1）。1997年にはHekimiらによりclk-1遺伝子が同定され，ホモログが酵母からヒトまで生物界に広く存在することを明らかにした^2）。

　では，なぜclk-1が欠損するとリズムの遅い，長寿の表現型が出現するのであろうか。線虫，酵母S. cerevisiae（ホモログはcoq 7/cat5）の研究から，クロック-1遺伝子（coq 7/clk-1）は生物のエネルギー合成に必要な補酵素ユビキノン（CoQ）を合成するのに必須であることが明らかにされた^3-5）。ユビキノン生合成経路の中でもcoq 7/clk-1はデメトオキシユビキノンの3位に水酸基を付加するヒドロキシレース活性の段階に必須である（図1）。合成したユビキノンはミトコンドリアの酸化的リン酸化に必須で，最終的にATP産生をもたらす。この酸化的リン酸化は電子伝達系と共役しており，ユビキノンは電子輸送体である（図2）。