Identification of novel amino acid signaling pathways mediated by ornithine

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14826
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: NISHI Hiroki 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (90845653)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アミノ酸 / オルニチン / アミノ酸シグナル / 栄養シグナル / 肝細胞 / 脂質代謝 / 代謝制御 / 栄養センシング

Outline of Final Research Achievements

I have succeeded in generating the sufficient amount of ornithine-conjugated beads. Then, mixing them with the lysate of H4IIE rat hepatoma cells and analyzing the pulled-down proteins by LC-MS, I have succeeded in obtaining several proteins which specifically bind to ornithine. Experiments to define the physiological function of the obtained proteins in the amino acid signal transduction are currently in progress using H4IIE cells.
Regarding the analyses on neutral lipid accumulation in Drosophila melanogaster that is fed a low-protein diet, the experimental reproducibility has suddenly become lower for unknown reason. Thus, I have been trying to overcome the problem and simultaneously to re-design the assay method.

Free Research Field

代謝栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物個体や細胞がアミノ酸の有無に応じて様々な代謝応答を示すことは広く知られている。しかし細胞が具体的にどのような仕組みでアミノ酸に応答しているのかは一部の例を除き大部分が不明である。本研究成果は、細胞がアミノ酸を認識する過程でその代謝産物の一種であるオルニチンをシグナル仲介因子として利用するという仮説の下、そのシグナルの伝達に関わるタンパク質の同定に成功した点で、仮説証明に向けた大きな一歩である。この成果はアミノ酸による代謝制御の詳細な分子メカニズム解明の礎となり、日々の食を介した人々の健康増進に寄与すると期待される。