Comprehensive analysis of kinases and phosphatases that regulate the endoplasmic reticulum stress response in the budding yeast

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06632
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Mizuno Tomoaki 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80529032)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 小胞体ストレス / キナーゼ / ホスファターゼ / オートファジー / 遺伝子発現制御

Outline of Final Research Achievements

To comprehensively extract kinases and phosphatases that function in the endoplasmic reticulum (ER) stress response in budding yeast, we generated gene-deficient or loss-of-function mutant strains for all 123 kinases and 35 phosphatases and examined their susceptibility to ER stress. As a result, we found that 34 mutants were sensitive to ER stress and 16 mutants were resistant to ER stress. We also analyzed the regulatory mechanism of ER stress-induced ER-selective autophagy (ER-phagy) and found that the expression of ER-phagy receptor Atg39 is positively regulated by Snf1 AMP-activated kinase and negatively regulated by protein kinase A.

Free Research Field

細胞内シグナル伝達

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

小胞体ストレス応答は細胞小器官である小胞体に不良タンパク質が蓄積した際に誘導される生体防御機構であり、酵母からヒトに至る真核生物で保存されている。ヒトにおいては、小胞体ストレス応答の破綻は糖尿病・神経変性疾患・がんなど多様な疾病の発病と進行に関与している。本研究では、細胞応答の中核を担うタンパク質リン酸化酵素・脱リン酸化酵素の中から小胞体ストレス応答に関与する因子を抽出できたこと、タンパク質リン酸化酵素群を介した小胞体分解機構を明らかにしており、小胞体ストレス応答に起因した疾病の予防と治療に貢献する可能性を秘めている。