| Project/Area Number |
21KK0265
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
谷川 美頼 浜松医科大学, 医学部, 特任助教 (50553658)
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| Project Period (FY) |
2022 – 2024
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
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| Keywords | グルタミン / TORC1 / ラパマイシン / 栄養検知 / センサー / アミノ酸 / 栄養応答 |
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| Outline of Research at the Start |
酵母Pib2はグルタミンを検知し、代謝制御のハブ分子であるTORC1を直接活性化する。本共同研究では、Pib2の植物相同遺伝子FYVE1が、Pib2と同様に植物細胞内でグルタミンを検知しTORC1を活性化するのかについて検討する。本研究により、植物でほとんど未知である細胞内栄養検知・応答の分子メカニズムを明らかにする。さらにグルタミン検知・応答メカニズムの種間での普遍性と多様性を検証し、センサー機能の閾値、特異性の設定がどのようになされているのかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに酵母においてPib2が、グルタミンを検知してTORC1を直接活性化することを明らかにしてきた。本研究は、植物のFYVE1/FREE1がPib2と類似の構造を持つことに着目し、FYVE1が植物においてもグルタミン応答性のTORC1活性化に関与するのかについて明らかにするべく行った。まず、FYVE1が酵母のPib2と同様に、グルタミン存在下でTORC1と相互作用するか否かを検討した。その結果、in vitroにおいてFYVE1はTORC1と結合すること、さらにこの結合はグルタミンの添加によって増強されることが明らかになった。このことから、FYVE1はグルタミン依存的にTORC1と相互作用することが示唆された。次に、FYVE1のC末端にあるPib2のTORC1活性化モチーフと相同の領域が、FYVE1のTORC1活性化能に重要であるか否かを検討するため、この領域を欠損させたFYVE1変異体を過剰発現するシロイヌナズナの形質転換体を作成した。その結果、FYVE1変異体の過剰発現体ではグルタミン応答性のTORC1活性化が阻害されており、この変異体がドミナントネガティブ変異体として振る舞うことが明らかになった。このことから、FYVE1のC末端領域がTORC1の活性化に重要な働きを持つことが示唆された。以上の結果から、植物のFYVE1は、酵母のPib2と同様に、細胞内のグルタミン濃度を感知してTORC1を活性化する役割を担っていると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
FYVE1のC末端を欠失したアラビドプシスの形質転換体を作成することに成功し、期待した通りにドミナントネガティブ変異体として振る舞ったため当初の予定よりも順調に研究が進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
FYVE1はグルタミンに応答してTORC1と結合することが明らかになったため、今後は様々なグルタミン濃度でテストして解離定数を求め、Pib2のそれと比較したい。またFYVE1にTORC1を直接活性化する機能があるのかを明らかにするためにin vitroのkinase assayを行いたい。
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