2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis and application of TOR signaling-mediated fermentation control in sake yeast
| Project/Area Number |
16K18676
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
渡辺 大輔 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30527148)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 酵母 / アルコール発酵 / TORシグナル / TORC1 / Rim15p / アミノ酸ホメオスタシス / メタボローム / 産業用酵母 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて、栄養シグナル伝達の鍵を握るTORシグナル伝達経路とアルコール発酵力との関係を明らかにしてきた。高い発酵力を有する清酒酵母ではTORC1（TORシグナル伝達経路の中心的な因子）の活性が高いこと、また、TORC1自身や上流因子の改変に応じて発酵力も変化することから、TORシグナルが発酵力のマスターレギュレーターとしての機能を有することを示した。
TORC1の下流経路として、①炭素代謝の切替えに関与するGreatwallファミリープロテインキナーゼRim15pと、②アミノ酸ホメオスタシス関連因子（転写因子、プロテインキナーゼ）に着目した。このうち、①では、Rim15pが発酵の「ブレーキ」として働く最も主要な因子であること、さらに、その下流に位置するプロテインホスファターゼPP2A(B55δ)が発酵の「エンジン」として働くことを明らかにした。特に、PP2A(B55δ)は、メタボローム解析の結果から、解糖系・アルコール発酵における鍵酵素であるフォスフォフルクトキナーゼを正に制御していることを示唆する新たなデータが得られた。一方、②では、細胞内アミノ酸含量を高める因子が発酵の「ブレーキ」として働くことが見出され、Rim15p経路とは独立した、炭素-窒素クロストーク代謝調節を介した発酵力調節経路であることが示された。以上の結果から、真核生物に共通な解糖系・アルコール発酵の調節メカニズムの全体像を示すに至った。
さらに、清酒酵母や焼酎酵母において、高発酵力の原因と考えられるTORシグナル伝達経路上の変異を複数同定したことに加え、焼酎酵母やパン酵母におけるRim15p欠損の炭素代謝への影響についても解析を行った。これらの研究成果を通して、産業用酵母菌株の育種に有用な「発酵デザイン技術」につながることが期待される。
|
Research Products
(19 results)
-
[Journal Article] Nutrient signaling via the TORC1-Greatwall-PP2AB55δ pathway is responsible for the high initial rates of alcoholic fermentation in sake yeast strains of Saccharomyces cerevisiae2019
Author(s)
Watanabe D, Kajihara T, Sugimoto Y, Takagi K, Mizuno M, Zhou Y, Chen J, Takeda K, Tatebe H, Shiozaki K, Nakazawa N, Izawa S, Akao T, Shimoi H, Maeda T, Takagi H
-
Journal Title
Appl Environ Microbiol
Volume: 85
Pages: e02083-18
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
