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細胞成長を司るTORC1の活性化を誘導するアミノ酸感知システムの包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18K06111
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

荒木 保弘  大阪大学, 歯学研究科, 助教 (60345254)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード酵母 / TORC1 / アミノ酸 / 細胞成長 / 栄養増殖 / リン酸化修飾 / リン酸化酵素 / 細胞増殖 / タンパク質 / 出芽酵母
研究成果の概要

栄養源に応じた増殖と成長の制御因子としてのTORC1の機能は真核生物において進化的に保存されている。一方で栄養素によるTORC1の活性化機構、リン酸化酵素TORC1の基質の同定、という最も重要な課題が残っている。生化学的解析と細胞生物学的解析を組み合わせることにより、セリン合成経路の第一段階を触媒する酵素をTORC1相互作用因子として同定した。さらにTORC1が増殖に必要な細胞内セリン濃度の維持に必要であること、この酵素は活性化経路特異的なTORC1の基質であることを見出した。本研究により既知の生体内高分子に加え、TORC1がアミノ酸の生合成を直接制御していることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

二つのTORC1活性化経路の上流に位置するアミノ酸の分類、経路特異的なTORC1の基質の単離といった本研究の成果は、TORC1活性化の分子機構、特に多様なアミノ酸センシング機構の解明の礎になると考える。またTORC1の特異的阻害剤であるラパマイシンは免疫抑制効果、抗がん剤効果、寿命延長効果などの薬理作用があり、様々な疾患の治療薬として用いられているがその副作用が問題となっている。将来的に、本研究はこれら生命現象のメカニズムの理解に留まらず、更なる精緻な治療法の開発の基盤となることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15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 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Isoflurane induces Art2-Rsp5-dependent endocytosis of Bap2 in yeast.2021

    • 著者名/発表者名
      Kozu F, Shirahama-Noda K, Araki Y, Kira S, Niwa H, Noda T
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 11 号: 11 ページ: 3090-3100

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13302

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vacuolar protein Tag1 and Atg1-Atg13 regulate autophagy termination during persistent starvation in S. cerevisiae2021

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kira , Masafumi Noguchi , Yasuhiro Araki , Yu Oikawa , Tamotsu Yoshimori , Aiko Miyahara , Takeshi Noda
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 134 号: 4 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1242/jcs.253682

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Starvation-induced autophagy via calcium-dependent TFEB dephosphorylation is suppressed by Shigyakusan2020

    • 著者名/発表者名
      Ikari Sumiko、Lu Shiou-Ling、Hao Feike、Imai Kenta、Araki Yasuhiro、Yamamoto Yo-hei、Tsai Chao-Yuan、Nishiyama Yumi、Shitan Nobukazu、Yoshimori Tamotsu、Otomo Takanobu、Noda Takeshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 3 ページ: 0230156-0230156

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0230156

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 栄養を感知して細胞成長を促すTORC1の制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      荒木保弘 野田健司
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 71 ページ: 77-80

    • NAID

      40021969974

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Gtr/Ego-independent TORC1 activation is achieved through a glutamine-sensitive interaction with Pib2 on the vacuolar membrane2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Ukai, Yasuhiro Araki, Shintaro Kira, Yu Oikawa, Alexander I. May, Takeshi Noda
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: April 号: 10 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1016/j.dental.2018.07.002

    • 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
  • [学会発表] 二つのTORC1活性化経路の上流に位置するアミノ酸の同定2021

    • 著者名/発表者名
      Qingzhong Zeng、荒木 保弘、野田 健司
    • 学会等名
      第 11 回 TOR 研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TORC1が活性化経路を二つ有する意義2020

    • 著者名/発表者名
      荒木保弘
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 二つのTORC1活性化経路を失った酵母変異株からわかったこと2019

    • 著者名/発表者名
      荒木 保弘,鈴木清太郎,田中信武,野田 健司
    • 学会等名
      第9回TOR研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TORC1 の液滴形成による活性維持機構2019

    • 著者名/発表者名
      荒木 保弘,野田 健司
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー/第 3 回 LLPS 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内二大分解系を司るTORC1の液滴形成による活性制御2019

    • 著者名/発表者名
      荒木 保弘,野田 健司
    • 学会等名
      第92回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TORC1はセリン合成経路の促進を介して細胞増殖を司る2018

    • 著者名/発表者名
      荒木 保弘, 河村 崚介, 北谷 匠, 澤田 崚平, 野田 健司
    • 学会等名
      第8回TOR研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵母はいかにして栄養を感知するか2018

    • 著者名/発表者名
      荒木保弘
    • 学会等名
      第22回酵母合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gtr/Ego-independent TORC1 activation is achieved through a glutamine-sensitive interaction with Pib2 on the vacuolar membrane2018

    • 著者名/発表者名
      Araki Y, Ukai H, Kira S, Noda T
    • 学会等名
      Nutrient signaling, Cold Spring Habor meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TORC1 はアミノ酸合成を直接制御する2018

    • 著者名/発表者名
      荒木保弘,野田健司
    • 学会等名
      第11回オートファジー研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] オートファジー調節の鍵であるアミノ酸の一種 グルタミンが細胞成長を活性化する仕組みの発見

    • URL

      https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/tag_view?tag=%E9%87%8E%E7%94%B0%E5%81%A5%E5%8F%B8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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