運動による筋・遺伝子変化（エピジェネシス）は分単位でみられ時間単位で戻る

エクササイズ・マシーン使用20分後の筋肉の変化


起因細胞内で遺伝子の化学的変化が生じる。言い換えれば、運動は、これらの遺伝子発現のスイッチでもある。

運 動は、筋のoxidationやぶどう糖調整のための遺伝子発現をboostingし、糖尿病発症を遅らせることが出来る。DNAのメチル化はこれらの変 化に関与し、運動後数時間以内にメカニズムが働き、代謝疾患から体を防御することの説明となり得る。DNAメチル化はかなり短時間でのtimeframe の事柄。たとえば、ぶどう糖輸送やミトコンドリア調整などの代謝遺伝子は糖尿病において、低レベルの発現であり、これが一部インスリン反応性減弱の原因と 説明出来るかもしれない。

20009年Karolinska InstituteのJuleen Zierathは、2009年、筋内のDNAメチル化パターンのばらつきを示し、Copenhagen UniversityのRomain Barresのチームは運動による糖尿病予防のepigenetic mechanismに関し、運動後のこの一部のダイナミックな変化があることを示唆した。

14名の運動不足気味の健康人の20分の運動後の筋試料で、2型糖尿病で低値発現傾向にあるmetabolic geneのhomingは が運動後３時間で見られ、これらの遺伝子のプロモーターがmethyl markを失い、transcriptionに関与していたことが分かる”ということ


拙訳のため、以下の要約自分でもわかりにくいと思う。 メチル化変化が遺伝子のupregulationと相関するということも混乱の元になるかも。


解説は“http://the-scientist.com/2012/03/06/exercise-alters-epigenetics/”がわかりやすいと思う。


Acute Exercise Remodels Promoter Methylation in Human Skeletal Muscle
Cell Metabolism, Volume 15, Issue 3, 405-411, 7 March 2012

DNA methylation により、共有結合性生化学的修飾を行い、クロマチン構造や遺伝子発現に影響を与える。運動は骨格筋内構造・代謝適合のトリガーとなる遺伝子発現を導く。運動誘発性の遺伝子発現にDNAメチル化が重要。
健康だが運動してない男女の急性運動後骨格筋生検標本にてwhole genome methylationが減少。

運動は用量依存的に、PGC-1α、PDK4、PPAR-δ発現をもたらし、それぞれのプロモーターと共に極度のhypomethylationとなる。 同様に、ex vivo　収縮後４５分で、PGC-1α、PKD4、PPAR-δのpromoter methylationは、マウスひらめ筋で、著明な減少をしめす。
L6 myotubeにおいて、カフェイン暴露によるgene hypomethylationは、mRNA量に応じて増加する。

まとめれば、急激な遺伝子活性化は、骨格筋のDNAメチル化のダイナミックな変化と関連し、DNA hypomethylationは、収縮による遺伝子活性化の早期に生じることが示唆される。

多くのメタボリック機能を調査しており、PGC-1α：筋のoxidation増加、TFAM：ミトコンドリアDNA transcription調整、MEF2A：細胞内外のぶどう糖輸送に関わる。 運動と関連されるという報告のあったもので、糖尿病とも 関連。in vitroで、伝達物質やホルモンのような血中物質でなく、運動による筋内濃度によりこの変化を確認している。

運動類似作用をもつカフェインによる刺激で、カルシウム流入にて、メチル化変化を誘導することも判明。

一過性のエピジェネティック変化は興奮する発見であるが、 発現は２－３時間内しか持続せず、ベースラインに筋のメチル化・発現レベルは戻る。
定期的運動により大量のエピジェネティック変化が生じ、短期であっても総じて遺伝子に長期的変化をもたらすかもしれない。