Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
オートファジーはタンパク質を液胞内で分解し生じたアミノ酸をリサイクルすることで飢餓条件での細胞の生存に寄与するといわれている。近年、オートファジーがタンパク質以外の高分子も分解し多様な分解産物をリサイクルすることが示されている。本研究では酵母の液胞からアミノ酸を排出するトランスポーターを欠損させ、生育等表現型や遺伝子発現の変化を検討することにより、アミノ酸リサイクルの生理的な役割について直接的なアプローチを行う。さらにオートファジーを負に制御するTORC1活性へのアミノ酸リサイクルの作用を網羅的に解析することによりオートファジーの持続・終結の仕組みを理解するための知見を獲得する。
液胞からのリジン排出に関わる複数のトランスポーターとリジン合成酵素の多重欠損により、窒素飢餓条件での生存率がオートファジー欠損株同様に低下し、これがリジン添加により回復することから、リジンの枯渇によって生存率が低下することが示唆された。多重欠損株での細胞内カタラーゼレベルの低下もリジン添加によって回復したことから、リジン枯渇によるタンパク質の合成低下が生存率低下と密接にリンクすることが示唆された。また、液胞からのアミノ酸リサイクル欠損によるリジンの枯渇は胞子形成不全を引き起こすことが示された。さらに塩基性アミノ酸の液胞外への排出に関わるトランスポーターと中性／酸性アミノ酸の液胞外への排出に関わるトランスポーターを多重破壊するとアミノ酸合成酵素を欠損しなくても窒素飢餓条件で生存率が低下したことから、液胞からのアミノ酸リサイクルが同条件での生存に大きく寄与することが示唆された。以上の結果をまとめて学会にて報告した。ビオチン化酵素を付加した液胞アミノ酸トランスポーターAvt4を酵母細胞に発現させ、精製したビオチン化ペプチドの質量分析によってオートファジーを負に制御するTORC1の構成サブユニットや調節因子を検出した。TORC1阻害剤であるラパマイシン添加後の生育がAvt4の欠損によって部分的に回復したことから、液胞アミノ酸リサイクルによるTORC1の制御が示唆された。またTORC1活性化因子Pib2の欠損株でAvt4欠損による生育の回復が見られたことからAvt4はPib2以外の経路を介してTORC1活性を抑えることが示唆された。さらに他の液胞アミノ酸トランスポーターにもビオチン化酵素を付加し相互作用タンパク質を同定し解析を進めた。ビオチン化酵素を用いた相互作用因子の同定解析はトランスポーター別に結果をまとめ学会にて報告した。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022
All Journal Article (1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Invited: 3 results)
生化学
Volume: 95 Issue: 6 Pages: 747-756
10.14952/SEIKAGAKU.2023.950747
