出芽酵母におけるリボソーム分解を介したストレス適応化機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07657
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小川 哲弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (40323480)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: リボソーム / ストレス応答

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、ラパマイシン（栄養飢餓を誘導する抗生物質）を作用させた出芽酵母では、成熟リボソームは分解されるが、このうちリボヌクレアーゼRny1pがrRNAを分解することを見出した。そこで、本研究ではリボソームのもう一つの構成成分であるリボソームタンパク（RP）の分解機構を明らかにすることを目的とした。そして、これまで明らかにしてきたrRNA分解に関する知見を踏まえ、成熟リボソーム分解機構の全容解明を目指した。
これまで、リボソーム分解経路として（1）特異的経路（リボファジー）（2）非特異的経路（非選択的オートファジー）が知られている。これらの系では、リボソームは液胞へと運ばれて、ここで分解されると考えられる。このうち、RPの局在性観察から、ラパマイシンの作用によりRPは非特異経路（非選択的オートファジー）により液胞へと運ばれることが分かった。しかし、この非選択的オートファジーを阻害しても、ラパマイシンに応答したRP分解は明確には抑制されなかった。このことから、非選択的オートファジーに依存したRP分解は確かに存在するが、この系で分解されるRPはごくわずかであり、大部分のRPはこれとは別の系で分解されると考えられた。これを受けて、RPが細胞質で分解される可能性を検討した。また、リボソームが高分子であることから、ユビキチン-プロテアソーム系で分解されることを想定した。そこで、プロテアソーム構成因子の発現に関わる転写因子であるRpn4pを欠損した株にラパマイシンを作用させた後、RP分解を経時的に定量した。その結果、野生株と比較して有意にRP分解が抑制された。このことから、ラパマイシンによるRP分解の大部分はユビキチン-プロテアソーム系に依存すると考えた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度は「ラパマイシンに応答したRP分解の分子機構解明」を実施計画に掲げた。その結果、本研究で観察しようとしているRP分解は、主としてユビキチン-プロテアソーム系に依存すると考えられる結果が得られた。これについては、更に検証を進める必要があるが、概ね計画に沿った到達度が得られたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ラパマイシンの作用に応答してRPがプロテアソームにより分解されることを、例えばRPにおけるユビキチン化を調べるなどにより、更に検証することとする。また、これまでの結果から、RPは細胞質で、rRNAは液胞で分解される可能性が挙げられるが、リボソームを速やかに分解する上で、これら分解系は連携している可能性があるため、これを検証する。

Causes of Carryover

今年度は予定していた学会に参加しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

物品費として使用する。