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Investigation for the physiological role of amino acid recycle from vacuoles during autophagy by elucidating the mechanism of vacuolar amino acid export

Research Project

Project/Area Number 18K05560
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

Sekito Takayuki  愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20419857)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords液胞 / オートファジー / Saccharomyces cerevisiae / トランスポーター / TORC1 / アミノ酸 / 出芽酵母 / アミノ酸トランスポーター
Outline of Final Research Achievements

In this research, we identified Ypq2, which mediates the arginine/histidine exchange across the vacuolar membrane, and Vsb1, which is involved in the uptake of basic amino acids into vacuoles. We also revealed that Stm1, a Ypq2 homolog in the fission yeast, is functionally conserved. In addition, the expression of AVT4 and AVT6, both of which are transporters to export amino acids from vacuoles, were shown to be directly regulated at the transcriptional level by the GATA transcription factors. Since the GATA transcription factors play a central role in the adaptation of cellular amino acid metabolism in response to the changes in environmental nitrogen availability, our results strongly suggest that the vacuolar amino acid transport system contributes to the cellular amino acid homeostasis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞内のアミノ酸ホメオスタシスは細胞の適正な成長・増殖を維持するとともに、ストレス時の生存にも必須である。液胞/リソソームはその中で重要な役割を担うと考えられている。本研究でのYpq2とVsb1の同定解析で得られた知見はその分子機構の解明に大きく貢献する。また、本研究を含めこれまでの研究により、液胞アミノ酸トランスポーターの同定が大きく進捗した。本研究ではトランスポーター欠損による生育表現型や活性調節に関する知見も得られており、液胞内アミノ酸の生理機能解明への突破口になると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Ygr125w/Vsb1-dependent accumulation of basic amino acids into vacuoles of Saccharomyces cerevisiae2021

    • Author(s)
      Kawano-Kawada Miyuki、Ichimura Haruka、Ohnishi Shota、Yamamoto Yusuke、Kawasaki Yumi、Sekito Takayuki
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 85 Issue: 5 Pages: 1157-1164

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab015

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  • [Journal Article] The vacuolar amino acid transport system is a novel, direct target of GATA transcription factors2021

    • Author(s)
      Sato Akane、Kimura Takumi、Hondo Kana、Kawano-Kawada Miyuki、Sekito Takayuki
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 85 Issue: 3 Pages: 587-599

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa041

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  • [Journal Article] Stm1 is a vacuolar PQ-loop protein involved in the transport of basic amino acids in Schizosaccharomyces pombe2021

    • Author(s)
      Kawano-Kawada Miyuki、Ueda Taisuke、Mori Hikari、Ichimura Haruka、Takegawa Kaoru、Sekito Takayuki
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      Volume: 1863 Issue: 2 Pages: 183507-183507

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2020.183507

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1.A PQ-loop protein Ypq2 is involved in the exchange of arginine and histidine across the vacuolar membrane of Saccharomyces cerevisiae2019

    • Author(s)
      Miyuki Kawano-Kawada, Kunio Manabe, Haruka Ichimura, Takumi Kimura, Yuki Harada, Koichi Ikeda, Shiho Tanaka, Yoshimi Kakinuma, Takayuki Sekito
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 15018-15018

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51531-z

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transport of Amino Acids across the Vacuolar Membrane of Yeast: Its Mechanism and Physiological Role2018

    • Author(s)
      Kawano-Kawada Miyuki、Kakinuma Yoshimi、Sekito Takayuki
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 41 Issue: 10 Pages: 1496-1501

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00165

    • NAID

      130007494513

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2018-10-01
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      河田美幸, 真鍋邦男, 池田紘一, 原田悠希, 田中志穂, 柿沼喜己, 関藤孝之
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会第44回討論会
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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