ユビキチン修飾を介した炭素代謝系の環境応答機構の解明
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19H02923
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
中務 邦雄 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90547522)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | 代謝酵素 / ユビキチン / 解糖系 / ステロール / 小胞体 / 品質管理機構 / リボソーム / 炭素代謝系 / タンパク質分解 / 脂肪滴 / 代謝 / 微生物 / 膜タンパク質 |
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| Outline of Research at the Start |
微生物は発酵生産過程において、過酷な環境変化に曝される。微生物に環境耐性を付与して有用物質を大量生産させるには、環境変化に対する応答機構（代謝制御、遺伝子発現制御など）を明らかにする必要がある。代謝制御の仕組みとして、代謝酵素のアロステリック制御、フィードバック・フィードフォワード制御などが研究されてきた。分子生物学の発展以降、代謝酵素の転写・翻訳レベルの制御も明らかにされてきた。近年、ユビキチン修飾系による代謝制御の報告が続いているが、これらは氷山の一角に過ぎない。本研究では、ユビキチン修飾を介した代謝の環境応答機構を明らかにすることで、微生物の代謝改変法の開発に寄与する基盤的研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、飢餓状態におけるリボソーム生合成の制御に関する研究を論文をまとめた。飢餓状態ではリボソームの生合成に関わる因子群（ribi）の発現が抑制される。ribiの抑制に関わる転写因子としてDot6/Tod6が知られている。Dot6/Tod6は富栄養状態においてはTORC1の下流でリン酸化により不活性状態にあるが、飢餓状態になるとTORC1の不活化に伴い脱リン酸化状態となり活性化される。活性化されたDot6/Tod6はribiの発現を抑制することで、リボソーム生合成を抑制する。しかし我々は、飢餓状態においてDot6/Tod6がユビキチン・プロテアソーム系を介して速やかに分解されることを見出した。解析を進めたところ、Dot6/Tod6の分解は、リボソーム生合成の抑制を緩和し、リボソーム量を微調整する機構（ファインチューニング機構）として機能していると考えられた（Kusama et al., iScience 2022）。その他、小胞体ユビキチンリガーゼHrd1の変異体を酵母遺伝学的スクリーニングにより単離した（Nakatsukasa et al., Current Genetics, 2022）。小胞体品質管理機構について総説を執筆した（Nakatsukasa, International Journal of Molecular Sciences, 2021）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度に3本の原著論文（責任著者）、1本の共著論文を発表した。特に、リボソーム生合成のファインチューニング機構の研究においては、新しい課題が明確となり、研究を継続している。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
リボソーム生合成のファインチューニング機構の研究においては、飢餓時に翻訳量が担保されるタンパク質の同定を目指す。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
