2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19K06668
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
鎌田 芳彰 基礎生物学研究所, 多様性生物学研究室, 助教 (20291891)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 彰 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (10272692)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 酵母 / アミノ酸 / シグナル伝達 / トア複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①昨年度行った tRNA-FRB結合の構造生物学的解析により、tRNAはFRBに結合することが確認された。加えて、tRNA-FRB結合様式はrapamycin-FRB結合とほぼ同様であることも判明した。これにより、人工的な阻害剤rapamycinと違い、tRNAは細胞にとって生理的なTORC1活性制御因子であることが強く示唆された。更に、rapamycin-m(mammalian)TORC1の構造はクライオ電顕によって解かれており、rapamycin はFRBとTORC1コンポーネントの１つraptorによりできたポケット様構造に嵌まるように結合している。それをtRNA-TORC1結合に当てはめてみると、rapamycin同様、tRNAもFRBとKog1（酵母raptorホモログ)のポケットに嵌まるように結合することが推測された。
②続いて今年度は、①から得られたtRNA-TORC1結合想像図を基に、tRNA結合に必要であると推測される正の電荷を持つアミノ酸残基（K, R, H）に変異を入れた。４カ所のアミノ酸残基に変異を入れたFRBドメインはゲルシフトアッセイによりtRNA結合能が失われていることが解った。さらにKog1のtRNA結合に関与すると推測される３カ所のアミノ酸残基にも変異を入れ、変異TORC1を作製した。これを酵母細胞で発現させその表現型を観察したところ、窒素源飢餓に応答したTORC1不活性化に著しい遅延が見られた。これは、tRNAをアミノ酸飢餓シグナルとしたTORC1制御モデルを大きく支持する結果である。
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