Search for novel physiological functions of aminoacyl-tRNA synthetases and investigation of their regulatory mechanisms

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06537
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Wakasugi Keisuke 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20322167)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アミノアシルtRNA合成酵素 / 蛋白質 / 機能 / トリプトファン / 免疫寛容 / 制御機構 / ポリフェノール / 生体分子

Outline of Final Research Achievements

The novel tryptophan (Trp) transport system, which displays high affinity and selectivity for Trp, is present in tumour cells. High-affinity Trp uptake into tumour cells results in extracellular Trp depletion and immune suppression. In this project, we showed that human tryptophanyl-tRNA synthetase (TrpRS) has a crucial function in high-affinity Trp uptake into cells and demonstrated that Trp-AMP production by TrpRS and intracellular Trp starvation conditions are important for high-affinity Trp uptake. Moreover, we tried to search for polyphenols which bind to aminoacyl-tRNA synthetases and regulate their protein function.

Free Research Field

分子生命科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、癌の免疫寛容を誘導する細胞外から細胞内への高感度トリプトファン(Trp)輸送に直接関わるトリプトファニルtRNA合成酵素(TrpRS)の作用機序の解明を目指し、TrpRSによるTrp-AMP合成能と細胞内のTrp飢餓状態が高感度Trp輸送に極めて重要であることを明らかにした。さらに、アミノアシルtRNA合成酵素に結合しアミノアシルtRNA合成酵素の機能を制御するポリフェノールについて解析を行った。高親和性Trp取り込みは癌が免疫機構を回避するために利用されるため，今回見出したポリフェノールはアミノアシルtRNA合成酵素をターゲットとする癌の治療薬開発のために活用できると考えられる。