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生体膜スフィンゴ脂質の代謝破綻から細胞を守る新規救済機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02139
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

谷 元洋  九州大学, 理学研究院, 准教授 (20452740)

研究分担者 石橋 洋平  九州大学, 農学研究院, 助教 (90572868)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード複合スフィンゴ脂質 / セラミド / 出芽酵母 / 救済機構 / シグナル伝達 / ストレス応答 / スフィンゴ脂質 / シグナル伝達系 / 構造多様性 / スフィンゴイド塩基
研究成果の概要

複合スフィンゴ脂質の生合成破綻に対して細胞が自分自身を守るために備えている救済機構の解明を試みた。その結果、複合スフィンゴ脂質枯渇に対する救済機構であることを以前に見つけたHOG経路に関してその最終標的因子を同定した。また複合スフィンゴ脂質の構造多様性破綻 (構造バリエーションの限定)によって引き起こされる細胞機能異常を補填する機構を新たに見出した。一方で、複合スフィンゴ脂質の合成中間産物であるジヒドロスフィンゴシンに強力な細胞死誘導活性があることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で明らかにした救済機構は、「複合スフィンゴ脂質の代謝異常を、その代謝修復 (フィードバック制御)で緩和する」という以前から知られている救済メカニズムではなく、「複合スフィンゴ脂質の代謝異常によって二次的に生じる細胞機能異常を補完する」新しい救済機構である。このような機構の解明は、複合スフィンゴ脂質の生理機能にアプローチしていく上で新たな切り口となることが期待される。また本研究は、スフィンゴ脂質代謝破綻に起因するヒト疾患の新たなコンセプトに基づく治療法の開発や、微生物による有用スフィンゴ脂質大量生産の基盤技術への応用にも繋がり、医療や産業の面から見ても社会的意義が大きい。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (37件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Proper regulation of inositolphosphorylceramide levels is required for acquirement of low pH resistance in budding yeast2020

    • 著者名/発表者名
      Otsu M, Toume M, Yamaguchi Y, and Tani M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10 号: 1 ページ: 10792-10792

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67734-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ROS-mediated synthetic growth defect caused by impaired metabolism of sphingolipids and phosphatidylserine in budding yeast2020

    • 著者名/発表者名
      Toda T, Urita A, Koga A, Takayama C, and Tani M.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem

      巻: 84 号: 12 ページ: 2529-2532

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1810539

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial reactive oxygen species-mediated cytotoxicity of intracellularly accumulated dihydrosphingosine in the yeast Saccharomyces cerevisiae.2020

    • 著者名/発表者名
      Arita N, Sakamoto R, Tani M
    • 雑誌名

      FEBS J

      巻: - 号: 16 ページ: 3427-3448

    • DOI

      10.1111/febs.15211

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mannosylinositol phosphorylceramides and ergosterol coordinately maintain cell wall integrity in the yeast Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S, and Tani M
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 285 号: 13 ページ: 2405-2427

    • DOI

      10.1111/febs.14509

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protection mechanisms against aberrant metabolism of sphingolipids in budding yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Tani M, and Funato K
    • 雑誌名

      Curr Gent

      巻: 64 号: 5 ページ: 1021-1028

    • DOI

      10.1007/s00294-018-0826-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 出芽酵母のRTG経路の活性化は、ジヒドロスフィンゴシンの細胞毒性を増強する2021

    • 著者名/発表者名
      高山 千廣, 古賀 綾乃, 有田 頌彬, 坂本 理沙, 谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質構造多様性破綻による環境ストレス耐性能低下とその補填機構2021

    • 著者名/発表者名
      古賀 綾乃、高山 千廣、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母のプロテインキナーゼAは、複合スフィンゴ脂質生合成破綻によって活性化されるHOG経路を負に制御する2021

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、石橋 洋平、谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロスフィンゴシンによる出芽酵母のネクローシス様細胞死2020

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、高山 千廣, 谷 元洋
    • 学会等名
      第62回日本脂質生化学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロスフィンゴシンが誘導する細胞死に関連する酵母遺伝子の探索2020

    • 著者名/発表者名
      高山 千廣、古賀 綾乃、有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      令和2年度日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質の構造多様性破綻による出芽酵母の環境ストレス耐性能の低下2020

    • 著者名/発表者名
      古賀 綾乃、高山 千廣、谷 元洋
    • 学会等名
      令和2年度日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロスフィンゴシンの細胞毒性と関連する出芽酵母の細胞内シグナル伝達系の解析2020

    • 著者名/発表者名
      高山 千廣、古賀 綾乃、有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質構造多様性と環境ストレス耐性能の連関性2020

    • 著者名/発表者名
      古賀 綾乃、高山 千廣、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質代謝破綻下におけるProtein kinase Aシグナリング経路の役割2020

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、石橋 洋平、谷 元洋
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻に打ち勝つための出芽酵母の防御応答機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質生合成破綻下における酵母の生存戦略2020

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質生合成破綻下におけるcAMP/PKAシグナリング経路とHOG経路の役割2020

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、石橋 洋平、谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質構造多様性破綻ライブラリーの作製とストレス耐性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      古賀 綾乃、高山 千廣、谷 元洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるスフィンゴイド塩基の生理活性の再評価2019

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第9回酵母膜交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻下におけるHOG経路を介した酵母の生存戦略2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      第9回酵母膜交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻下におけるProtein kinase Aを介したHOG経路制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、谷 元洋
    • 学会等名
      第9回酵母膜交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スフィンゴイド塩基過剰蓄積による出芽酵母の細胞死誘導機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第37回 YEAST WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻の救済機構として機能するHOG経路の最終標的因子の同定2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      第37回 YEAST WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻下におけるHOG経路の制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、谷 元洋
    • 学会等名
      第37回 YEAST WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェロモン応答経路のダウンレギュレーションによるスフィンゴ脂質合成酵素阻害剤からの救済2019

    • 著者名/発表者名
      柳瀬 由起美、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      第37回 YEAST WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の低pHストレス耐性能と複合スフィンゴ脂質の連関性2019

    • 著者名/発表者名
      大津 美紀子、谷 元洋
    • 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] ミトコンドリアを介したジヒドロスフィンゴシンによる酵母の細胞死2019

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 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] 複合スフィンゴ脂質生合成破綻による生育低下を補完する酵母HOG経路の救済メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 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] 複合スフィンゴ脂質IPCの代謝調節による低pHストレス適応2019

    • 著者名/発表者名
      大津 美紀子、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロスフィンゴシンはミトコンドリア活性酸素種の増大を介して細胞死を引き起こす2019

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質代謝破綻下で細胞救済に寄与する因子の解析2019

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質生合成破綻下におけるRas/cAMPとHOG経路のクロストーク2019

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェロモン応答経路の破綻は、複合スフィンゴ脂質合成阻害剤aureobasidin Aに対する抵抗性を付与する2019

    • 著者名/発表者名
      柳瀬 由起美、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の複合スフィンゴ脂質生合成破綻下において機能するRas/cAMPシグナル伝達経路の解析2019

    • 著者名/発表者名
      瓜田 敦哉、柳瀬 由起美、谷 元洋
    • 学会等名
      2019年度 日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複合スフィンゴ脂質合成酵素阻害剤Aureobasidin Aに対する抵抗性を酵母に付与する遺伝子変異の解析2019

    • 著者名/発表者名
      柳瀬 由起美、瓜田 敦哉、谷 元洋
    • 学会等名
      2019年度 日本生化学会九州支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母複合スフィンゴ脂質の構造多様性の意義とその崩壊に対する補填機構2018

    • 著者名/発表者名
      谷 元洋
    • 学会等名
      第21回 真核微生物交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母におけるミトコンドリア機能損傷とスフィンゴ脂質代謝破綻の遺伝学的相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第91回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の生育阻害誘導に必要なスフィンゴイド塩基の構造特異性2018

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第91回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セラミド蓄積に対して抵抗性を付与する新たな変異遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジヒドロスフィンゴシンはフィトスフィンゴシンより強い生育阻害効果を酵母にもたらす2018

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるスフィンゴ脂質代謝酵素の異常による細胞機能異常発現のメカニズム解析2018

    • 著者名/発表者名
      坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第42回 蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酵母分子遺伝学的手法によるスフィンゴイド塩基過剰蓄積系の構築と表現型解析2018

    • 著者名/発表者名
      有田 頌彬、坂本 理沙、谷 元洋
    • 学会等名
      第42回 蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] セラミド研究の新展開 -基礎から応用へ-2019

    • 著者名/発表者名
      谷 元洋、石橋 洋平、渡辺 昂、伊東 信
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      食品化学新聞社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Neutral Ceramidase (Encyclopedia of Signaling Molecules, 2nd Edition)2018

    • 著者名/発表者名
      Tani M, and Ito M
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319671987
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003745/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003745/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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