Studies on novel physiological functions and regulatory mechanisms of inorganic polyphosphate in eukaryotes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06647
• 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: Konan University
• Principal Investigator: Takeda Kojiro 甲南大学, 理工学部, 教授 (90426578)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ポリリン酸 / リン酸 / 分裂酵母 / オートファジー / 静止期 / 栄養

Outline of Final Research Achievements

We investigated the novel physiological functions and regulatory mechanisms of polyphosphate (PolyP), a phosphate polymer, using the fission yeast S. pombe as a model organism. Our study specifically focused on the ubiquitin ligase Pqr1, which regulates phosphate transporters to restrict phosphate uptake into the cell. In the pqr1 gene-deleted strain, PolyP accumulated excessively in the vacuole. Moreover, this excessive accumulation of PolyP interferes with vacuolar proteolytic systems, required for autophagy-dependent proteolysis. These findings provide the first evidence linking PolyP to autophagy-dependent proteolysis during starvation.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PolyPは全ての生物が有すると言われているが，リン酸貯蔵体としての役割がある一方，血液凝固やエネルギー代謝への関与，疾病との関わり（筋萎縮性側索硬化症），タンパク質PolyP化という翻訳後修飾の発見なども報告されている。PolyPは単なる貯蔵体を超えた生体分子ということになるが，まだ未発見の機能や制御系の存在が予想される。本研究では，PolyPとオートファジー依存的タンパク質分解との関係性を初めて指摘することができ，この点が本研究の意義の第一である。