2018 Fiscal Year Research-status Report
TOR複合体が刺激に応答して細胞増殖を制御する仕組みの解明
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17K07330
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
福田 智行 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90415282)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | TOR / TORC1 / シグナル伝達 / 細胞増殖 / 分裂酵母 / 栄養飢餓 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TOR複合体（TORC1とTORC2）はTORキナーゼを中心とするタンパク質複合体で、栄養や成長因子に応答して細胞の増殖や代謝などを制御する。分裂酵母を用いた因子探索により、TORC経路の上流からTORCの活性を調節する因子と、下流でTORCによる増殖制御を担う因子の候補を複数同定してきた。本研究では、これら因子群の機能と制御を明らかにし、TORCの「刺激に応じた活性調節機構」と「増殖制御の機序」を分子レベルで理解することを目的とする。
H30年度は、分裂酵母TORC1を負に調節するGATOR1複合体をベイトに、作用する因子の同定を試みた。免疫沈降によりGATOR1複合体を精製して結合因子を解析し、Seh1、Sea2、Sea3、Sea4、Sec13を同定した。これらのタンパク質は、哺乳類GATOR2複合体の構成因子に相当するものであった。したがって、分裂酵母にもGATOR2が保存されていることが明らかになった。GATOR2は、TORC1の活性制御因子であるRag二量体を介してTORC1を正に調節する。分裂酵母のSeh1、Sea2、Sea4の遺伝子破壊株を作製して表現型を解析したところ、野生株と同程度の増殖を示した。これまでの成果から、Rag二量体によるTORC1の活性化は分裂酵母の増殖に必須でなく、むしろGATOR1とRag二量体がTORC1を抑制することでTORC1活性を増殖に適切な水準に保つ、というモデルを提唱している。GATOR2の欠損が増殖を阻害しないことは、このモデルに矛盾しない。一方で、Sea3の遺伝子破壊株は増殖遅延を示した。二重変異株を用いた遺伝学的解析から、Sea3はGATOR1の構成因子と同経路でRag二量体を介してTORC1を負に制御することが見出された。以上から、分裂酵母ではSea3がGATOR1に組み込まれてその働きを補助している可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り因子探索に成功し、因子探索で同定したタンパク質の特徴付けを行うことができた。特に、これまでGATOR2の構成因子として知られていたSea3タンパク質が、GATOR1の構成因子のようにも振る舞うという知見は、哺乳類の相同タンパク質WDR59の研究への展開も含め、今後の研究展開につながる成果が得られたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
TORC1の負の調節因子として働くことが示唆されたSea3について詳細な解析を進める。Sea3と、GATOR1やGATOR2の各構成因子との相互作用、Sea3の欠損が各構成因子の発現や局在に与える影響、あるいは各構成因子の欠損がSea3の発現や局在に与える影響について検証する。また、GATOR1やRag二量体とは独立にTORC1の活性を制御する可能性がある因子を複数取得しており、これらの因子の特徴付けも同時に行う。さらに、TORC1の下流で機能することが示唆される因子についても解析を行い、TORC1経路が細胞増殖をどのようにコントロールしているのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究の進捗に応じて、当初想定していた予算執行計画の一部を変更したため、未使用額が生じた。これは主に、想定していたよりも多くの関連因子の同定に成功し、各因子の遺伝子破壊株を用いた遺伝学的解析に尽力したことによる。次年度は、より生化学的解析や細胞生物学的解析に重きを置き、各因子の機能や因子間の作用を明らかにしてゆく。培養のための培地と消耗品、タンパク質解析用試薬、酵素やオリゴヌクレオチドを含むDNA解析用の試薬に加えて、成果を発表するための費用に使用する。
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Research Products
(5 results)
