Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
DH
Daniel Ham
Author with expertise in Molecular Mechanisms of Muscle Regeneration and Atrophy
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(83% Open Access)
Cited by:
42
h-index:
17
/
i10-index:
25
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Distinct and additive effects of calorie restriction and rapamycin in aging skeletal muscle

Daniel Ham et al.May 30, 2021
Abstract As global life expectancy continues to climb, maintaining skeletal muscle function is increasingly essential to ensure a good life quality for aging populations. Calorie restriction (CR) is the most potent and reproducible intervention to extend health and lifespan, but is largely unachievable in humans. Therefore, identification of “CR mimetics” has received much attention. CR targets nutrient-sensing pathways centering on mTORC1. The mTORC1 inhibitor, rapamycin, has been proposed as a potential CR mimetic and is proven to counteract age-related muscle loss. Therefore, we tested whether rapamycin acts via similar mechanisms as CR to slow muscle aging. Contrary to our expectation, long-term CR and rapamycin-treated geriatric mice display distinct skeletal muscle gene expression profiles despite both conferring benefits to aging skeletal muscle. Furthermore, CR improved muscle integrity in a mouse with nutrient-insensitive sustained muscle mTORC1 activity and rapamycin provided additive benefits to CR in aging mouse muscles. Therefore, RM and CR exert distinct, compounding effects in aging skeletal muscle, opening the possibility of parallel interventions to counteract muscle aging.
1
Citation2
0
Save
0

Calorie restriction and rapamycin distinctly mitigate aging-associated protein phosphorylation changes in mouse muscles

Meriç Ataman et al.Aug 10, 2024
Calorie restriction (CR) and treatment with rapamycin (RM), an inhibitor of the mTORC1 growth-promoting signaling pathway, are known to slow aging and promote health from worms to humans. At the transcriptome and proteome levels, long-term CR and RM treatments have partially overlapping effects, while their impact on protein phosphorylation within cellular signaling pathways have not been compared. Here we measured the phosphoproteomes of soleus, tibialis anterior, triceps brachii and gastrocnemius muscles from adult (10 months) and 30-month-old (aged) mice receiving either a control, a calorie restricted or an RM containing diet from 15 months of age. We reproducibly detected and extensively analyzed a total of 6960 phosphosites, 1415 of which are not represented in standard repositories. We reveal the effect of these interventions on known mTORC1 pathway substrates, with CR displaying greater between-muscle variation than RM. Overall, CR and RM have largely consistent, but quantitatively distinct long-term effects on the phosphoproteome, mitigating age-related changes to different degrees. Our data expands the catalog of protein phosphorylation sites in the mouse, providing important information regarding their tissue-specificity, and revealing the impact of long-term nutrient-sensing pathway inhibition on mouse skeletal muscle.
0

mTORC1 signaling is not essential for the maintenance of muscle mass and function in adult sedentary mice

Alexander Ham et al.Aug 19, 2019
Background: The balance between protein synthesis and degradation (proteostasis) is a determining factor for muscle size and function. Signaling via the mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) regulates proteostasis in skeletal muscle by affecting protein synthesis and autophagosomal protein degradation. Indeed, genetic inactivation of mTORC1 in developing and growing muscle causes atrophy resulting in a lethal myopathy. However, systemic dampening of mTORC1 signaling by its allosteric inhibitor rapamycin is beneficial at the organismal level and increases lifespan. Whether the beneficial effect of rapamycin comes at the expense of muscle mass and function is yet to be established. Methods: We conditionally ablated the gene coding for the mTORC1-essential component raptor in muscle fibers of adult mice (iRAmKO). We performed detailed phenotypic and biochemical analyses of iRAmKO mice and compared them with RAmKO mice, which lack raptor in developing muscle fibers. We also used polysome profiling and proteomics to assess protein translation and associated signaling in skeletal muscle of iRAmKO mice. Results: Analysis at different time points reveal that, as in RAmKO mice, the proportion of oxidative fibers decreases, but slow-type fibers increase in iRAmKO mice. Nevertheless, no significant decrease in body and muscle mass, or muscle fiber area was detected up to 5 months post-raptor depletion. Similarly, ex vivo muscle force was not significantly reduced in iRAmKO mice. Despite stable muscle size and function, inducible raptor depletion significantly reduced the expression of key components of the translation machinery and overall translation rates. Conclusions: Raptor depletion and hence complete inhibition of mTORC1 signaling in fully-grown muscle leads to metabolic and morphological changes without inducing muscle atrophy even after 5 months. Together, our data indicate that maintenance of muscle size does not require mTORC1 signaling, suggesting that rapamycin treatment is unlikely to negatively affect muscle mass and function.