運動時のエネルギー需要に対する生体応答の理解を深化(Researchers Refine Understanding of the Body’s Response to Energy Demands from Exercise)

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2026-02-25 バージニア工科大学

米バージニア工科大学フラリン生物医学研究所の研究チームは、細胞のエネルギー代謝を制御する酵素AMPKの新たな機能を解明した。AMPKはエネルギー不足時に活性化されるが、本研究では特定のシグナル経路との相互作用や細胞内局在の変化が、代謝調節や細胞生存に重要であることを示した。分子レベルの解析により、代謝異常やがん、神経疾患などとの関連理解が進む可能性がある。基礎生物学と疾患治療研究の双方に波及効果を持つ成果である。

<関連情報>

Ampkα2T172の活性化は、骨格筋における運動パフォーマンスとエネルギー伝達を決定づける Ampk alpha2 T172 activation dictates exercise performance and energy transduction in skeletal muscle

Ryan N. Montalvo, Xiaolu Li, Gina M. Many, Tyler J. Sagendorf, […] , and Zhen Yan
Science Advances  Published:25 Feb 2026

運動時のエネルギー需要に対する生体応答の理解を深化(Researchers Refine Understanding of the Body’s Response to Energy Demands from Exercise)

Abstract

Adenosine 5′-monophosphate–activated protein kinase (AMPK) is an energetic sensor for metabolic regulation and integration. Here, we used CRISPR-Cas9 to generate nonactivatable Ampkα knock-in (KI) mice with mutation of threonine-172 phosphorylation site to alanine (T172A), circumventing the limitations of previous genetic interventions that disrupt the protein stoichiometry. KI mice of Ampkα2, but not Ampkα1, demonstrated phenotypic changes with increased fat-to-lean mass, impaired endurance exercise capacity, and diminished mitochondrial maximal respiration and conductance in skeletal muscle. Integrated temporal multiomics analysis (proteomics/phosphoproteomics/metabolomics) in skeletal muscle at rest and during exercise establishes a pleiotropic yet imperative role of Ampkα2 T172 activation for glycolytic and oxidative metabolism, mitochondrial respiration, and contractile function. There is a substantial overlap of skeletal muscle proteomic changes in Ampkα2 T172A KI mice with that of patients with type 2 diabetes. Our findings suggest that Ampkα2 T172 activation is critical for exercise performance and energy transduction in skeletal muscle and may serve as a therapeutic target for type 2 diabetes.

細胞遺伝子工学
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