2020 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation for the physiological role of amino acid recycle from vacuoles during autophagy by elucidating the mechanism of vacuolar amino acid export
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18K05560
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
関藤 孝之 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20419857)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 液胞 / トランスポーター / オートファジー / TORC1 / Saccharomyces cerevisiae |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの解析より、酵母VBT1遺伝子を破壊すると液胞内塩基性アミノ酸量が大幅に減少することから、Vbt1は塩基性アミノ酸を液胞内に取り込むトランスポーターであるとの仮説を立てた。昨年、VBT1と同一の遺伝子が他のグループから発表され、以後遺伝子名をVSB1と改め実験を進めた。Vsb1のNおよびC末端にタグを付加すると機能を失ったが、N末端親水性領域と第１膜貫通領域の間にHAタグを挿入することにより、機能を保持したHA-Vsb1の検出が可能となった。さらに液胞膜小胞を用いて、HA-Vsb1依存的なアミノ酸輸送活性が検出されたことから、Vsb1が液胞アミノ酸トランスポーターとして機能することが強く示唆された。また液胞内塩基性アミノ酸蓄積に重要なアミノ酸残基の特定にも成功し、これらの結果を合わせて論文発表した。
前年度論文発表したPQループタンパク質Ypq2の分裂酵母ホモログStm1を出芽酵母に発現させ、単離した液胞膜小胞を用いてStm1がYpq2同様ヒスチジン濃度勾配およびプロトン濃度勾配依存的なアルギニン取り込み活性を有するとともに、リジンの取り込み活性も有することが示唆された。これら結果をまとめ、PQループタンパク質が種を越えて液胞アミノ酸輸送に機能することを論文発表した。
液胞アミノ酸トランスポーターの発現調節については、前年度までのAVT4遺伝子に加え、酸性アミノ酸トランスポーターをコードするAVT6がクロマチン免疫沈降実験によってGATA転写因子の直接的な調節を受けることを明らかにし、論文発表した。GATA転写因子は窒素源の変化に応答してアミノ酸代謝関連酵素の発現を誘導する。他にもGATA転写因子の直接的な制御下にある液胞アミノ酸トランスポーター遺伝子を見出しており、本研究では細胞内アミノ酸恒常性への寄与が液胞アミノ酸輸送の生理機能の一つであることが示された。
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