| 研究課題/領域番号 |
21K05507
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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38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
関藤 孝之 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20419857)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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 | 液胞 / トランスポーター / TORC1 / オートファジー / アミノ酸 / Saccharomyces cerevisiae |
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| 研究開始時の研究の概要 |
液胞膜を介したアミノ酸輸送機構の改変により液胞内にアミノ酸を高度に蓄積させることは、作物の栄養強化や発酵製品への付加価値賦与などにつながる。酵母液胞膜に局在するAvt4は真核生物全般に保存され、中性・塩基性アミノ酸を液胞外へと排出するトランスポーターである。その一方で、Avt4は液胞内アミノ酸を感知しTORC1を活性化することが示唆されており、栄養シグナリングの起点としての液胞内アミノ酸の役割が注目されている。本研究ではAvt4をモデル系としたその調節機構解明および網羅的遺伝子発現解析によって、液胞／リソソームアミノ酸輸送システムの調節と生理を統括的に理解する。
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| 研究成果の概要 |
近位依存性ビオチン標識により液胞アミノ酸トランスポーターAvt4の相互作用因子候補として同定したTORC1関連因子の欠損株でのAvt4の脱リン酸化と、Avt4のアラニン置換によるアミノ酸輸送活性亢進を検出した。その一方でAVT4破壊によるTORC1阻害剤耐性付与などTORC1の活性化も示され、Avt4とTORC1が相互に調節し合うことが示唆された。
Avt4と他の液胞アミノ酸トランスポーターの多重破壊により窒素飢餓条件でのカタラーゼレベルが減少し、放射標識アミノ酸のタンパク質への取り込みも低下したことから、液胞からのアミノ酸排出が窒素飢餓条件でのタンパク質合成に寄与することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液胞／リソソームアミノ酸輸送は細胞内アミノ酸ホメオスタシスに重要な役割を果たす。その基幹装置であるアミノ酸トランスポーターの同定に続く次の課題として、その活性調節機構について新たな知見を得た。さらにトランスポーターがTORC1によって制御される一方で、直接的にTORC1の制御にも関わることが示唆された。このことは栄養情報伝達下流で機能するトランスポーターがレセプターとして上流因子に作用する新たな機構モデルを提案している。またトランスポーター多重欠損による表現型発現機構について分子レベルでの知見が得られ、活性調節機構解明と合わせ当該分野の研究を加速させる基盤を構築することができた。
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