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2014 Fiscal Year Annual Research Report

主要栄養シグナルを感知・統合するTORキナーゼ複合体ネットワーク

Research Project

Project/Area Number 26291024
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

塩崎 一裕  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (00610015)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords細胞情報伝達機構
Outline of Annual Research Achievements

窒素源、および炭素/エネルギー源であるグルコースは代表的な “macronutrient” で、その両方の十分な供給が成長・増殖の最適化に必須である。本研究では、真核生物細胞で保存されたTarget of Rapamycin (TOR)キナーゼ含む2つの複合体、TOR complex 1および2 (TORC1およびTORC2) がこれら2種類の栄養シグナルを感知・統合し、増殖をコントロールする細胞内情報処理ネットワークを構成することを明らかにする。
われわれは既に分裂酵母TORC2の活性化因子として低分子量Gタンパク質Ryh1/Rab6を同定した (Tatebe et al. 2010)。Rab6エフェクターであるBICD2の断片を用いて分裂酵母破砕液からGTPを結合した活性型Ryh1のみを吸着・定量するアッセイ系を確立してRyh1の活性化状態を調べたところ、細胞外グルコースに応答してRyh1がGTP結合型に変換されることが示された。最近、イスラエルの研究グループが、分裂酵母TORC2がcAMP-PKA経路を介してグルコースに応答すると報告したが (Cohen et al. 2014)、より厳密な方法によるわれわれの実験ではその結果を再現できず、Ryh1がグルコース刺激に応答してTORC2を活性化する主要因子であると考えられる。一方、Ryh1-TORC2経路は培地中の窒素源の有無には応答しなかった。
また、大阪大学・蛋白質研究所との共同研究によって、分裂酵母Sin1タンパク質の CRIMドメインのNMR立体構造を決定した。Sin1はTORC2の制御サブユニットの一つで、われわれは、そのCRIMドメインがTORC2のリン酸化基質を特異的に認識し、結合することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Gタンパク質Ryh1がTORC2へのグルコースシグナル伝達を担っていることを明確に示し、さらにグルコース飢餓下でTORC2を活性化する新奇経路の存在を明らかにして論文発表することができた。Sin1 CRIMの構造解析も予定通り完了し、投稿準備中である。また、TORC1の制御機構解析のための各種遺伝子破壊株の構築も順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

Ryh1のGEFおよびGAPに焦点をおいて、グルコースによるRyh1活性の制御機構を遺伝学的・生化学的手法で探るとともに、Ryh1によるTORC2制御に重要な役割を果たすとみられるTORC2のBit61サブユニットの機能解析を進める。また、分裂酵母およびヒトSin1 CRIMドメインの基質認識部位に変異を導入し、TORC2基質のリン酸化レベルを測定することによって、CRIMドメインの in vivoでの役割を評価する。TORC2およびアミノ酸シグナルによるTORC1活性の制御機構を解析するため、TORC1活性化因子であるRhb1の活性制御機構、特にTsc1-Tsc2 複合体と2量体Gタンパク質Gtr1-Gtr2の役割を遺伝学的解析によって確立する。

Causes of Carryover

平成26年度は、論文(Hatano et al., 2015; Cell Cycle)発表のために、目標1、特に酵母の実験に注力したため、消耗品費などが当初予定より低く抑えられた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

H26年度の成果を基に展開する次年度の生化学実験やヒト培養細胞を用いた実験に必要な消耗品費を中心に使用する計画である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fission yeast Ryh1 GTPase activates TOR complex 2 in response to glucose.2015

    • Author(s)
      Hatano, T, Morigasaki, S, Tatebe, H, Ikeda, K, and Shiozaki, K
    • Journal Title

      Cell Cycle

      Volume: 14 Pages: 848-856

    • DOI

      10.1080/15384101.2014.1000215

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Utilization of paramagnetic relaxation enhancements for high-resolution NMR structure determination of a soluble loop-rich protein with spare NOE distance restraints.2015

    • Author(s)
      Furuita, K, Kataoka, S, Sugiki, T, Hattori, Y, Kobayashi, N, Ikegami, T, Shiozaki, K, Fujiwara, T, and Kojima, C
    • Journal Title

      Journal of Biomolecular NMR

      Volume: 61 Pages: 55-64

    • DOI

      10.1007/s10858-014-9882-7

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] (1)H, (15)N and (13)C resonance assignments of the conserved region in the middle domain of S. pombe Sin1 protein.2015

    • Author(s)
      Kataoka, S, Furuita, K, Hattori, Y, Kobayashi, N, Ikegami, T, Shiozaki, K, Fujiwara, T, and Kojima, C
    • Journal Title

      Biomolecular NMR Assignments

      Volume: 9 Pages: 89-92

    • DOI

      10.1007/s12104-014-9550-6

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] TORキナーゼ複合体2(TORC2)の環境応答制御とその生理的意義2014

    • Author(s)
      建部恒、秦野智行、森ヶ崎進、江森翠、塩崎一裕
    • Organizer
      日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Invited
  • [Presentation] 分裂酵母TORキナーゼ複合体はスフィンゴ脂質生合成の制御に関与する2014

    • Author(s)
      江森翠、秦野智行、建部恒、塩崎一裕
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム 第47回研究報告会
    • Place of Presentation
      東京大学弥生講堂(東京都文京区)
    • Year and Date
      2014-09-01 – 2014-09-03
  • [Remarks] 奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科 細胞シグナル研究室

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/shiozaki/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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