| 研究課題/領域番号 |
21K05363
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
大塚 北斗 名古屋大学, 創薬科学研究科, 助教 (10632151)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | eclファミリー遺伝子 / COH1 / 栄養飢餓 / 経時寿命 / 性分化 / ecl3+ / リン / 細胞周期 / Ecl1ファミリー遺伝子 / ecl1+ / オートファジー / サイクリン / 分裂酵母 / 硫黄飢餓 / Ecl1 family 遺伝子 / 硫黄 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞周期はサイクリンを含む、さまざまな因子によって厳密に制御され、サイクリンは周期的にユビキチン-プロテアソームによって分解されることはよく知られている。予備的研究によって、栄養枯渇時、細胞がG0期停止する際は、サイクリンはユビキチン-プロテアソーム系だけではなく、オートファジーによっても分解される証拠が得られつつある。本研究によって、分裂酵母の硫黄枯渇応答および細胞寿命制御因子である、Ecl1 family遺伝子のさらなる理解に繋がるだけでなく、これまでの常識を覆すサイクリンの新たな分解機構の発見に繋がることが期待される。
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| 研究実績の概要 |
分裂酵母の硫黄飢餓下を含む栄養飢餓応答、栄養飢餓に対する細胞周期制御、栄養飢餓応答遺伝子であるecl family遺伝子らの解析を行った。特に、これまでecl family遺伝子の進化的保存性はわかっていなかったが、今回、昆虫病原性真菌であるMetarhizium robertsiiのCOH1という因子がEcl1の機能的ホモログであることを証明できた。また、COH1もEcl1と同様に、真核生物に保存された栄養感知キナーゼ複合体TORC1を強力に抑制することを報告し た。
これらの結果やこれに付随する研究結果から導かれた研究は、以下の論文にまとめ、発表した。
1.Ohtsuka H et al. “Metarhizium robertsii COH1 functionally complements Schizosaccharomyces pombe Ecl family proteins.” Journal of General and Applied Microbiology. (2023). 2.Ohtsuka H et al. “ecl family genes: Factors linking starvation and lifespan extension in Schizosaccharomyces pombe.” Molecular Microbiology. (2023). 3. Maekawa Y et al. "Identification of plb1 mutation that extends longevity via activating Sty1 MAPK in Schizosaccharomyces pombe." Molecular Genetics and Genomics. (2024). 4. Kamada Y et al. "Structure-based engineering of Tor complexes reveals that two types of yeast TORC1 produce distinct phenotypes." Journal of Cell Science. (2024). 5. Ohtsuka H et al. "Low-molecular weight compounds that extend the chronological lifespan of yeasts, Saccharomyces cerevisiae, and Schizosaccharomyces pombe." Advanced Biology. (2024).
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでecl family遺伝子の進化的保存性はわかっていなかったが、今回、昆虫病原性真菌であるMetarhizium robertsiiのCOH1という因子がEcl1の機能的ホモログであることを証明できた。また、COH1もEcl1と同様に、真核生物に保存された栄養感知キナーゼ複合体TORC1を強力に抑制することを報告し た。
これらの結果やこれに付随する研究結果から導かれた研究は、以下の論文にまとめ、発表した。
1.Ohtsuka H et al. “Metarhizium robertsii COH1 functionally complements Schizosaccharomyces pombe Ecl family proteins.” Journal of General and Applied Microbiology. (2023). 2.Ohtsuka H et al. “ecl family genes: Factors linking starvation and lifespan extension in Schizosaccharomyces pombe.” Molecular Microbiology. (2023). 3. Maekawa Y et al. "Identification of plb1 mutation that extends longevity via activating Sty1 MAPK in Schizosaccharomyces pombe." Molecular Genetics and Genomics. (2024). 4. Kamada Y et al. "Structure-based engineering of Tor complexes reveals that two types of yeast TORC1 produce distinct phenotypes." Journal of Cell Science. (2024). 5. Ohtsuka H et al. "Low-molecular weight compounds that extend the chronological lifespan of yeasts, Saccharomyces cerevisiae, and Schizosaccharomyces pombe." Advanced Biology. (2024).
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの解析で、寿命制御遺伝子ecl family 遺伝子がtarget of rapamycin complex 1 (TORC1)を抑制することで、栄養飢餓においてオートファジーを誘導することがわかっている。今回、種を超えてEclタンパク質がTORC1を抑制することがわかった。今後、Ecl1タンパク質らがどのように してTORC1を抑制しているのかを解析する。
また、Ecl1らの分子機構はまだ不明な部分が多いため、その解析も継続する。
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