Study on the intracellular amino acid-sensing mechanism in the yeast TORC1 pathway

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03251
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: Maeda Tatsuya 浜松医科大学, 医学部, 教授 (90280627)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: シグナル伝達 / TOR / TORC1 / グルタミン / Pib2

Outline of Final Research Achievements

Pib2 is a sensor that directly binds to glutamine, interacts with TORC1 in an E-motif-dependent manner upon binding to glutamine, and is also an activator that directly activates TORC1 in a tail-motif-dependent manner, revealing it to be the entity of novel TORC1 regulation machinery. In addition, by fusing Pib2 to the C-terminus of Kog1 via a flexible linker peptide, we created a TORC1-Pib2 chimera complex that maintains glutamine responsiveness. Furthermore, we proposed that FREE1/FYVE1 of Arabidopsis thaliana may be involved in TORC1 activation as an ortholog of Pib2.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

TORC1は代謝制御において中心的なシグナル伝達因子で、さまざま疾患の発症・増悪に関与しており、TORC1制御機構の解明はそれらの疾患の新たな治療戦略に結びつくことが期待される。栄養を検知してTORC1を活性化する機構については、これまで個別の必須アミノ酸検知機構について研究が進んでいた。これに対して、本研究では、代謝においてより汎用されるアミノ酸であるグルタミンの検知機構を初めて明らかにし、さらにTORC1活性化機構としても新規な様式を見出した。また、今後の研究に欠かせない研究ツールを開発するとともに、この機構が植物にも保存されている可能性を示した。