2022 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on novel physiological functions and regulatory mechanisms of inorganic polyphosphate in eukaryotes
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19K06647
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
武田 鋼二郎 甲南大学, 理工学部, 教授 (90426578)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ポリリン酸 / 分裂酵母 / リン酸恒常性 / オートファジー / G0期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数十から数百ものリン酸が直鎖状に重合したポリリン酸（polyP）は，全ての生物が有し，多彩な生理機能をもつ生体高分子である（ほ乳類における血液凝固促進、ALSの発症への関与、タンパク質フォールディング等）。しかしながら、なぜpolyPがかくも多彩な生理機能に関与するのか、根本的には解明されていない。申請者は、polyPを過剰に蓄積する分裂酵母変異株Δpqr1を見出し、この変異株では窒素源飢餓時にオートファジー依存的タンパク質分解に異常をきたし致死となることを発見した。本研究では、この発見を基礎として、「真核生物におけるpolyPの新しい生理機能と進化的に保存された制御系を解明する」ことを目的とした。中心的な問いかけは、(A) polyPの新奇生理機能、(B)polyPに関わる遺伝子群の網羅的同定、(C) polyP量の変化や異常に対する細胞応答の全体像の理解、の３点である。
(A)については、我々は、オーファジー依存的なアミノ酸リサイクルの最終段階である液胞内タンパク質分解の正常な完了のためには、液胞内polyP量の過剰を防止することが重要であることを示し、論文をJBC誌において報告した。この研究は、オートファジー依存的なタンパク質分解とpolyPとの関連性について報告した論文として評価された。
2022年度は、(A)を発展させ、分裂酵母細胞におけるpolyP合成酵素（VTC複合体）が細胞増殖に必須である条件を明らかにした。polyPの必須機能の理解につながる発見であり、関連の結果とあわせて論文投稿に至った。一方、polyP合成の有無によるtranscriptome変化を解析することで全体像を把握する計画（B、C)に関しては実施まで到達せず、本研究終了後の課題として残された。
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