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リボソーム結合性因子GCN1L1による翻訳制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K08616
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医化学一般
研究機関弘前大学

研究代表者

山嵜 博未  弘前大学, 医学研究科, 助教 (20720915)

研究分担者 松宮 朋穂  弘前大学, 医学研究科, 助教 (30344592)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードアミノ酸飢餓 / 翻訳制御 / ストレス応答 / GCN1 / GCN2 / 細胞増殖 / 翻訳制御因子 / アミノ酸飢餓応答 / ノックアウトマウス / 胎生致死 / 成長遅延 / GCN1L1
研究成果の概要

細胞はアミノ酸飢餓に晒されるとGCN2が翻訳開始因子eIF2αをリン酸化することでタンパク質の翻訳を抑制すると同時に、ストレス応答転写因子ATF4の翻訳を活性化する。酵母GCN1は、アミノ酸飢餓時にGCN2の活性化に必要であることが分かっていたが哺乳類におけるGCN1の機能は明らかとなっていなかった。我々は、GCN1のGCN2結合ドメインを欠失したGcn1変異マウスを作出し、詳細な解析を行った。それにより、哺乳類GCN1は、GCN2によるアミノ酸飢餓応答に必要なだけではなくGCN2非依存性の細胞増殖制御にも関わることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Gcn1変異マウスは、胎生期における成長遅延と出生直後の呼吸不全による致死性を示したが、Gcn2欠失マウスは正常に出生することが報告されている。Gcn1変異マウス由来の線維芽細胞は細胞増殖の低下とG2/M期細胞の増加を示すことから、GCN1はGCN2非依存性の細胞増殖制御を行うことで正常な胚発生に寄与することを遺伝学的に証明することができた。またGcn1変異マウスは、胎仔期・出生直後に重篤な表現型を示すことから、奇形、胎仔の発育不全、新生児呼吸窮迫症候群のモデルマウスとしての活用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Emerging evidence for crosstalk between Nrf2 and mitochondria in physiological homeostasis and in heart disease.2020

    • 著者名/発表者名
      Tsushima M, Liu J, Hirao W, Yamazaki H, Tomita H, Itoh K.
    • 雑誌名

      Archives of Pharmacal Research.

      巻: 43 号: 3 ページ: 286-296

    • DOI

      10.1007/s12272-019-01188-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ribosome binding protein GNC1 regulates the cell cycle and cell proliferation and is essential for the embryonic development of mice2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki H,Kasai S,Mimura J,Ye P,Inose-Maruyama A,Tanji K,Wakabayashi K,Mizuno S,Sugiyama F,Takahashi S,Sato T,Ozaki T,Cavener DR,Yamamoto M,Itoh K
    • 雑誌名

      PloS Genet.

      巻: 16 号: 4 ページ: e1008693-e1008693

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008693

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of the ISR-ATF4 pathway and its cross talk with Nrf2 in mitochondrial quality control2019

    • 著者名/発表者名
      Kasai S, Yamazaki H, Tanji K, Engler MJ, Matsumiya T, Itoh K.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 64 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3164/jcbn.18-37

    • NAID

      130007542293

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concomitant Nrf2- and ATF4-activation by Carnosic Acid Cooperatively Induces Expression of Cytoprotective Genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Mimura J, Inose-Maruyama A, Taniuchi S, Kosaka K, Yoshida H, Yamazaki H, Kasai S, Harada N, Kaufman RJ, Oyadomari S, Itoh K.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 7 ページ: 1706-1706

    • DOI

      10.3390/ijms20071706

    • NAID

      120006939608

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nrf2の抗老化因子としての役割2017

    • 著者名/発表者名
      山嵜博未, Engler Mate Janos, 伊東健
    • 雑誌名

      循環制御

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] GCN1L1, a mouse homologue of eIF-2-alpha kinase activator GCN1, regulates cell cycle and cell proliferation and is essential for embryonic development in mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamazaki, Shuya Kasai, Junsei Mimura, Peng Ye, Atsushi Inose-Maruyama, Tsubasa Sato, Ken Itoh.
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リボソーム結合因子GCN1L1によるストレス応答と細胞周期制御.2020

    • 著者名/発表者名
      山嵜博未.
    • 学会等名
      レドックス・ライフイノベーション第170委員会20周年記念若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リボソーム結合因子GCN1L1は細胞増殖制御および胎仔発生に必須である.2019

    • 著者名/発表者名
      山嵜博未, 葛西秋宅, 三村純正, 叶鵬, 猪瀬-丸山 敦史, 伊東健.
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Body weight loss in postnatal GCN1L1 knockout mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Liu, Shuya Kasai, Hiromi Yamazaki, Junsei Mimura, Ken Itoh.
    • 学会等名
      第1回弘前メディカルサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ribosome binding protein GCN1L1 controls cell cycle and is essential for embryonic development2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Yamazaki, Shuya Kasai, Junsei Mimura, Peng Ye, Atsushi Inose Maruyama, Ken Itoh
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ribosome binding protein GCN1L1 knockout mice exhibit embryonic lethality with growth retardation and reduced cell proliferation2019

    • 著者名/発表者名
      Shuya Kasai, Hiromi Yamazaki, Junsei Mimura, Peng Ye, Atsushi Inose-Maruyama, Ken Itoh
    • 学会等名
      The 9th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia (SFRR-Asia 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リボソーム結合因子GCN1L1による細胞増殖制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      山嵜 博未、叶 鵬、葛西 秋宅、三村 純正、猪瀬-丸山 敦史、伊東 健
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] リボゾーム結合因子GCN1L1によるDRG2を介した細胞増殖制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      山嵜 博未、葛西 秋宅、三村 純正、伊東 健
    • 学会等名
      レドックス研究会「生命のエネルギー獲得戦略における多様性と共通原理の理解にむけて」,岡崎カンファレンスセンター
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス発生におけるリボソーム結合性因子GCN1L1の役割2017

    • 著者名/発表者名
      山嵜 博未、叶 鵬、葛西 秋宅、三村 純正、猪瀬-丸山 敦史、伊東 健
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017) ,神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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