| 研究課題/領域番号 |
21J15589
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
酒井 芳樹 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | ヒスチジンリン酸化 / 線虫 / 神経軸索再生 / 三量体Gタンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質のリン酸化は、タンパク質の機能を制御し、多様化させることで、複雑な生命活動の基盤を作る最も重要な翻訳後修飾である。興味深いことに、大腸菌や酵母、植物だけでなく、動物においても、タンパク質のヒスチジン残基がリン酸化を受けることが分かっているが、その生理的機能は分かっていない。申請者は、線虫C.elegansを用いた遺伝学的解析により、ヒスチジンリン酸化酵素として働くNDK-1が３量体Gタンパク質βサブユニットのヒスチジン残基をリン酸化することで、損傷した神経の再生を抑制することを見出した。本研究ではこの発見をさらに発展させ、ヒスチジンリン酸化による神経再生制御の仕組み解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
動物において、セリン、スレオニン、チロシンのリン酸化だけでなく、ヒスチジンのリン酸化も存在することが分かっているが、その生理的意義はよく分かっていない。申請者は、線虫C.elegansを用いた遺伝学的解析から、ヒスチジンリン酸化酵素NDK-1が、3量体Gタンパク質βサブユニットGPB-1の266 番目のヒスチジンをリン酸化することで、損傷した神経軸索の再生を阻害することを見出した。一方で、ヒスチジン脱リン酸化酵素PHIP-1 が、GPB-1の266番目のヒスチジンを脱リン酸化することで、正常な神経再生を誘導することも遺伝学的に示された。本年度はまず、 NDK-1およびPHIP-1が、実際にGPB-1の266番目のヒスチジンをリン酸化、脱リン酸化することを、近年新たに作製されたリン酸化ヒスチジン抗体を用いて生化学的に明らかにした。そして、CRISPR/Cas9法によってGPB-1の266番目のヒスチジンがリン酸化されないgpb-1(H266F)変異体を作製し、この変異体では、NDK-1の過剰発現、またはPHIP-1の欠損による軸索再生の低下が起きないことを見出した。さらに、PHIP-1の酵素活性が、オートファジー開始リン酸化酵素であるULKの線虫ホモログUNC-51によるリン酸化によって制御されていることも明らかにした。よってヒスチジンリン酸化による生体制御の一例として線虫の神経軸索再生があること、またヒスチジンリン酸化酵素の活性を制御する仕組みがあることを明らかにし、本研究成果を国際学術誌に論文として発表した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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