2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of cellular response to excess Tryptophan
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18K14432
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
大橋 一登 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (30775862)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | トリプトファン / アミノ酸 / 出芽酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリプトファン (Trp) は、生体に欠かせないアミノ酸の一つであるが、過剰なTrpの蓄積は様々な病態との関連が示唆されている。しかし、過剰なTrpに対する細胞応答はよくわかっておらず、病態などを理解するうえでも、基礎的な知見が不足している。そこで、過剰なTrpへの細胞応答の仕組みを明らかにするために、簡便な真核生物のモデル細胞である出芽酵母を用いて、過剰なTrpへの応答に必要な遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、一部のアミノ酸代謝系が過剰なTrpへの耐性に必要であることが明らかになった。さらに、RNAシーケンス解析で過剰なTrp処理によって変動する遺伝子を調べたところ、Trp分解経路の酵素やいくつかのアミノ酸代謝酵素の遺伝子発現が変動していることが明らかになり、過剰なTrpへの耐性にアミノ酸代謝が重要であることが確認された。遺伝子スクリーニングとRNAシーケンスの結果を統合的に解析し、Trpへの応答に必要な細胞内シグナル伝達を担うタンパク質の同定にも成功した。実際、過剰なTrpによって、このシグナルタンパク質のリン酸化が変化していることも生化学的に明らかにした。
しかし、このリン酸化シグナル伝達の上流で過剰なTrpがどのように認識されているかは不明である。これまでの研究成果から、過剰なTrpを感知する分子の遺伝子欠損株は、過剰なTrp存在下で抑制される細胞内シグナルが抑制されず、高濃度Trpに耐性を示すと予想された。遺伝子欠損株のスクリーニングにより、過剰なTrpに耐性を示す遺伝子欠損株を147株見出した。さらに、この147株の中から、過剰なTrpで抑制されるはずの細胞内シグナルが抑制されない遺伝子欠損株をいくつか同定することに成功した。これらの遺伝子にコードされた分子は過剰なTrpの感知に関わる分子であると予想され、これらの分子の解析により、過剰なTrpの認識機構が明らかになると期待される。
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