Mechanism of cellular adaptation to nutrient starvation mediated by ribosome degradation in Saccharomyces cerevisiae

2018 Fiscal Year Annual Research 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

前年度までの結果から、リボソームタンパク（RP）が、rRNAの分解と同様にオートファジーにより分解されることが示唆された。しかし、これはウエスタンブロッティングの結果のみに依存しており、また、その分解の程度が小さいため、この方法だけでは断定が難しかった。そこで、これに代わる分解の定量法として、ALPアッセイ法を応用した方法を試みた。そこで、液胞移行シグナル配列を欠失した前駆体Pho8pとRPとの融合タンパク質を発現する株の作製を試みたが、目的の株の取得にはいたらず、実験を中断した。次に、RP-GFP発現株を用いた定量を行った。ゲノムからRPとGFPとの融合タンパク質を発現する株に対し、ラパマイシンを作用させた。経時的に細胞を取得した後、抗GFP抗体を用いたウエスタンブロッティングを行った。その結果、オートファジー欠損株においてRP分解が起こらない様子が明確に観察された。このことから、RPとrRNA、すなわちリボソームそのものがオートファジーで液胞に送られて分解されることが分かった。
RP分解とrRNA分解との連携性を明らかにするために、Rny1pが液胞に移行するメカニズムの解明を目指した。Rny1pのC末端には配列相同性がみられない、機能不明領域が存在する。前年度までに、このC末端領域を欠失すると、宿主細胞のストレス適応能が消失することを明らかにしていた。今回、このC末端領域の欠失により、Rny1pによるrRNA分解に変化がみられることが分かった。これは、C末端領域がRny1pの局在性に関与しており、これの欠失により本来の局在性を失った結果、rRNA分解に影響が生じたと考えた。