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分裂酵母の栄養源飢餓に応答する分子機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06649
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44010:細胞生物学関連
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

大坪 瑶子  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 特任助教 (80580266)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード栄養応答 / TORキナーゼ / 有性生殖 / 分裂酵母 / 有性生殖開始 / tRNA / 細胞内シグナル伝達
研究開始時の研究の概要

細胞は、自身をとりまく環境中の栄養状態を感知して、増殖、分化を適切に切り換えながら、変化に適応している。栄養応答機構には、真核生物に広く保存されているTORキナーゼを中心とするシグナル伝達経路が大きく関与していることが示されている。申請者は、タンパク質合成に不可欠なtRNAの前駆体が、栄養状態に応じたTORキナーゼの活性調節でも重要な働きをしていることを見出した。本研究では、栄養応答機構においてtRNA前駆体が果たす役割の全貌を明らかにする。また、栄養応答に異常を示す変異体の解析を通して、栄養応答機構の詳細を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、細胞に普遍的に備わる、栄養状態に適切に応答するための制御機構の解明を目標に、分裂酵母の栄養飢餓応答の解析を進めた。これまでに、tRNAの前駆体がTORキナーゼの活性調節に関わるという結果が得られている。tRNAとTOR両者に関連する候補因子を新規に単離した。また、TORキナーゼの下流で、有性生殖に関連する遺伝子の発現制御機構の解析を進め、有性生殖関連転写産物が体細胞周期で選択的に認識され分解される仕組みを明らかにした。さらに、硫黄飢餓時のTORキナーゼの活性変化についても解析を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

栄養飢餓応答は、細胞にとって最も基本的なシステムの一つである。本研究成果により、真核生物に広く保存されたTORキナーゼの働きについてより深く理解が進むとともに、細胞の基本原理の解明に繋がっていくことが期待される。また、飢餓応答システムの変化や破綻が、老化の進行やガンや糖尿病等の発症に関わっていることから、本研究成果が、将来的には新しい診断法や治療法の開発等に応用されることも期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 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 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Cdc13 (cyclin B) is degraded by autophagy under sulfur depletion in fission yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka Hokuto、Hatta Yoshiko、Hayashi Kana、Shimasaki Takafumi、Otsubo Yoko、Ito Yurika、Tsutsui Yu、Hattori Nobutake、Yamashita Akira、Murakami Hiroshi、Aiba Hirofumi
    • 雑誌名

      Autophagy Reports

      巻: 1 号: 1 ページ: 51-64

    • DOI

      10.1080/27694127.2022.2047442

    • 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] Magnesium depletion extends fission yeast lifespan via general amino acid control activation2021

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka Hokuto、Kobayashi Mikuto、Shimasaki Takafumi、Sato Teppei、Akanuma Genki、Kitaura Yasuyuki、Otsubo Yoko、Yamashita Akira、Aiba Hirofumi
    • 雑誌名

      MicrobiologyOpen

      巻: 10 号: 2 ページ: 1176-1176

    • DOI

      10.1002/mbo3.1176

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel Links between TORC1 and Traditional Non-Coding RNA, tRNA2020

    • 著者名/発表者名
      Otsubo Yoko、Kamada Yoshiaki、Yamashita Akira
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 11 号: 9 ページ: 956-956

    • DOI

      10.3390/genes11090956

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insights into normothermic treatment with direct irradiation of atmospheric pressure plasma for biological applications2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura Shinji、Otsubo Yoko、Yamashita Akira、Ishikawa Kenji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: 1 ページ: 010502-010502

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abcbd2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meiotic gene silencing complex MTREC/NURS recruits the nuclear exosome to YTH-RNA-binding protein Mmi12020

    • 著者名/発表者名
      Shichino Yuichi、Otsubo Yoko、Yamamoto Masayuki、Yamashita Akira
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 2 ページ: e1008598-e1008598

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008598

    • 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
  • [学会発表] 酵母を用いた常温大気圧プラズマに対する細胞応答機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      大坪瑶子、定塚勝樹、吉村信次、山下朗
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母のTORC1 biosensorの開発2021

    • 著者名/発表者名
      山下 朗、後藤 祐平、酒井啓一郎、大坪瑶子、青木 一洋
    • 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] Development of single-cell measurement system by using FRET biosensors of the TORC1 activity in living yeast cells2020

    • 著者名/発表者名
      後藤 祐平、大坪 瑶子、鎌田 芳彰、山下 朗、青木 一洋
    • 学会等名
      第3回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母のRed1による減数分裂転写産物の選択的分解機構2019

    • 著者名/発表者名
      七野悠一、大坪瑶子、山本正幸、山下朗
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵母一細胞レベルでのTORC1活性測定法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 祐平、大坪 瑶子、鎌田 芳彰、山下 朗、青木 一洋
    • 学会等名
      第二回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母の Red1 による減数分裂転写産物の選択的分解機構2019

    • 著者名/発表者名
      七野悠一、大坪瑶子、山本正幸、山下朗
    • 学会等名
      第52回酵母遺伝学フォーラム研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母TORC1経路の細胞生物学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      山下 朗、大坪 瑶子、後藤 祐平、青木 一洋
    • 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
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.nibb.ac.jp/pombe/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/pombe/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 基礎生物学研究所プレスリリース

    • URL

      https://www.nibb.ac.jp/press/2020/02/05.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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