Analysis of cell miniaturization under sulfur depletion-Relationship between cyclin degradation and autophagy-
| Project/Area Number |
21K05363
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大塚 北斗 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (10632151)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | eclファミリー遺伝子 / COH1 / 栄養飢餓 / 経時寿命 / 性分化 / ecl3+ / リン / 細胞周期 / Ecl1ファミリー遺伝子 / ecl1+ / オートファジー / サイクリン / 分裂酵母 / 硫黄飢餓 / Ecl1 family 遺伝子 / 硫黄 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞周期はサイクリンを含む、さまざまな因子によって厳密に制御され、サイクリンは周期的にユビキチン-プロテアソームによって分解されることはよく知られている。予備的研究によって、栄養枯渇時、細胞がG0期停止する際は、サイクリンはユビキチン-プロテアソーム系だけではなく、オートファジーによっても分解される証拠が得られつつある。本研究によって、分裂酵母の硫黄枯渇応答および細胞寿命制御因子である、Ecl1 family遺伝子のさらなる理解に繋がるだけでなく、これまでの常識を覆すサイクリンの新たな分解機構の発見に繋がることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
分裂酵母の硫黄飢餓下を含む栄養飢餓応答、栄養飢餓に対する細胞周期制御、栄養飢餓応答遺伝子であるecl family遺伝子らの解析を行った。特に、これまでecl family遺伝子の進化的保存性はわかっていなかったが、今回、昆虫病原性真菌であるMetarhizium robertsiiのCOH1という因子がEcl1の機能的ホモログであることを証明できた。また、COH1もEcl1と同様に、真核生物に保存された栄養感知キナーゼ複合体TORC1を強力に抑制することを報告し た。
これらの結果やこれに付随する研究結果から導かれた研究は、以下の論文にまとめ、発表した。
1.Ohtsuka H et al. “Metarhizium robertsii COH1 functionally complements Schizosaccharomyces pombe Ecl family proteins.” Journal of General and Applied Microbiology. (2023). 2.Ohtsuka H et al. “ecl family genes: Factors linking starvation and lifespan extension in Schizosaccharomyces pombe.” Molecular Microbiology. (2023). 3. Maekawa Y et al. "Identification of plb1 mutation that extends longevity via activating Sty1 MAPK in Schizosaccharomyces pombe." Molecular Genetics and Genomics. (2024). 4. Kamada Y et al. "Structure-based engineering of Tor complexes reveals that two types of yeast TORC1 produce distinct phenotypes." Journal of Cell Science. (2024). 5. Ohtsuka H et al. "Low-molecular weight compounds that extend the chronological lifespan of yeasts, Saccharomyces cerevisiae, and Schizosaccharomyces pombe." Advanced Biology. (2024).
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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
これまでecl family遺伝子の進化的保存性はわかっていなかったが、今回、昆虫病原性真菌であるMetarhizium robertsiiのCOH1という因子がEcl1の機能的ホモログであることを証明できた。また、COH1もEcl1と同様に、真核生物に保存された栄養感知キナーゼ複合体TORC1を強力に抑制することを報告し た。
これらの結果やこれに付随する研究結果から導かれた研究は、以下の論文にまとめ、発表した。
1.Ohtsuka H et al. “Metarhizium robertsii COH1 functionally complements Schizosaccharomyces pombe Ecl family proteins.” Journal of General and Applied Microbiology. (2023). 2.Ohtsuka H et al. “ecl family genes: Factors linking starvation and lifespan extension in Schizosaccharomyces pombe.” Molecular Microbiology. (2023). 3. Maekawa Y et al. "Identification of plb1 mutation that extends longevity via activating Sty1 MAPK in Schizosaccharomyces pombe." Molecular Genetics and Genomics. (2024). 4. Kamada Y et al. "Structure-based engineering of Tor complexes reveals that two types of yeast TORC1 produce distinct phenotypes." Journal of Cell Science. (2024). 5. Ohtsuka H et al. "Low-molecular weight compounds that extend the chronological lifespan of yeasts, Saccharomyces cerevisiae, and Schizosaccharomyces pombe." Advanced Biology. (2024).
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析で、寿命制御遺伝子ecl family 遺伝子がtarget of rapamycin complex 1 (TORC1)を抑制することで、栄養飢餓においてオートファジーを誘導することがわかっている。今回、種を超えてEclタンパク質がTORC1を抑制することがわかった。今後、Ecl1タンパク質らがどのように してTORC1を抑制しているのかを解析する。
また、Ecl1らの分子機構はまだ不明な部分が多いため、その解析も継続する。
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Report
(3 results)
Research Products
(36 results)
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[Presentation] Characterization of P-type H+-ATPase Pma1 inhibitors that extend chronological lifespan in fission yeast.2023
Author(s)
Yamashita, W., Tamura, M., Hibi, T., Shimasaki, T., Ohtsuka, H., Shibuya, M., Yokoshima, S., Yamamoto, Y., Aiba, H.
Organizer
The 11 th International Fission Yeast Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Cdc13 (cyclin B) is degraded by autophagy under sulfur depletion in fission yeast.2023
Author(s)
Ohtsuka, H., Shimasaki, T, Otsubo, Y, Yamashita, A, Murakami, H, Aiba, H.
Organizer
The 11 th International Fission Yeast Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] The function of Ecl1, the extender of chronological lifespan, is regulated via the phosphorylation of Thr7.2023
Author(s)
Kawai, S., Ohtsuka, H., Ito, Y., Shimasaki, T., Mishiro-Sato, E., Aiba, H.
Organizer
The 11 th International Fission Yeast Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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[Book] 生物の寿命延長2022
Author(s)
南野 徹
Total Pages
460
Publisher
エヌ・ティー・エス
ISBN
9784860437732
Related Report
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