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2017 年度 実績報告書

環境変化に応答してRho1GTPaseがシグナルアウトプットを変化させる仕組み

研究課題

研究課題/領域番号 16H04781
研究機関群馬大学

研究代表者

吉田 知史  群馬大学, 未来先端研究機構, 准教授 (60519320)

研究分担者 高稲 正勝  群馬大学, 未来先端研究機構, 助教 (20573215)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード酵母 / Rho GTPase / PP2A / ストレス応答 / 細胞周期制御
研究実績の概要

Rho GTPaseは真核生物に広く保存された細胞増殖、細胞運動、ストレス応答の制御因子であり、その活性調節異常はがんや携帯形成の異常、精神疾患の原因となることが知られている。Rho GTPaseはGTPと結合することによって活性化し何種類もの下流の標的タンパク質を活性化する。しかし細胞内外からの刺激により活性化したRhoは多種類の標的分子を全て均等に活性化するのではなく、刺激(入力シグナル)の種類に応じて特定の標的(出力シグナル)のみを選択的に活性化する。入力シグナルはRhoを活性化すると同時に出力シグナル経路を規定していると予想されるがその分子機構はよくわかっていない。我々は最近タンパク質脱リン酸化酵素PP2A-Cdc55が出芽酵母Rho1の出力シグナルを制御していることを明らかにした。しかし様々な入力シグナルがどのようにPP2A-Cdc55を制御するのかおよびPP2A-Cdc55がどのような分子機構でRho1シグナル伝達系の出力シグナルを制御するのかは未だに明らかではない。本研究では出芽酵母Rho1シグナル伝達系をモデルとし、PP2A-Cdc55を含む多様なRho1制御因子群がどのようにしてシグナルの特異性を制御しているのか遺伝学、生化学、細胞生物学を組み合わせた多方面からのアプローチで解析する。最終的な目標はRhoシグナル伝達機構の特異性が生まれる分子基盤を解明することでRhoの制御異常に伴う疾患の治療法への手がかりをつかむことにある。

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

我々は最近タンパク質脱リン酸化酵素PP2A-Cdc55が出芽酵母Rho1の出力シグナルを制御していることを明らかにした。さらにPP2A-Cdc55がどのような分子機構でRho1シグナル伝達系の出力シグナルを制御するのかを解析する過程でRho1のGAPであるLrg1とSac7がPP2A-Cdc55に活性調節を受けていることを明らかにした。さらに我々はLrg1自体はPP2A-Cdc55の直接の基質ではなかったもののLrg1の調節因子であるPxl1がPP2A-Cdc55に脱リン酸化されること、Sac7の脱リン酸化はSac7をプロテアソーム依存的な分解から防ぎ安定化させることを明らかにした。

今後の研究の推進方策

PP2A-Cdc55がRho1のGAPであるLrg1とSac7を脱リン酸化により制御していることがほぼ明らかになってきた。これからin vivoでもPP2A-Cdc55がRho1 GAPを脱リン酸化していることを証明しできるだけ早く論文として発表することも目標にしている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institute(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Karolinska Institute
  • [国際共同研究] Freibourg University(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Freibourg University
  • [雑誌論文] Ypk1 and Ypk2 kinases maintain Rho1 at the plasma membrane by flippase-dependent lipid remodeling after membrane stresses.2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama R, Kono K, Yoshida S.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 130 ページ: 1169-1178

    • DOI

      10.1242/jcs.198382

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kynurenine aminotransferase activity of Aro8/Aro9 engage tryptophan degradation by producing kynurenic acid in Saccharomyces cerevisiae2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Ohashi, Romanas Chaleckis, Masak Takaine, Craig E. Wheelock, Satoshi Yoshida
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 12180

    • DOI

      10.1038/s41598-017-12392-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ATP homeostasis visualized by a novel biosensor QUEEN2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yoshida
    • 学会等名
      Japan-Canadian Frontiers of Science Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞内ATP濃度変動を制御する仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      高稲 正勝、今村 博臣、吉田 知史
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母TORC2-SGKによるPkc1活性化のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      吉田知史
    • 学会等名
      TOR研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of energy status of each single yeast cell2017

    • 著者名/発表者名
      Masak Takaine, Hiromi Imamura, Satoshi Yoshida
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞内ATP濃度変動を制御する仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      高稲 正勝、今村 博臣、吉田 知史
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] キヌレニンアミノ転移酵素はトリプトファン毒性を中和する2017

    • 著者名/発表者名
      大橋一登、高稲正勝、吉田知史
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] Pkc1キナーゼとPP2Aホスファターゼの拮抗がRho1 GTPaseの出力シグナルを安定化させる2017

    • 著者名/発表者名
      吉田知史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母の細胞内ATP濃度変動を制御する仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      高稲正勝、今村博臣、吉田知史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム年会
    • 招待講演
  • [学会発表] キヌレニンアミノ転移酵素はトリプトファン毒性を中和する2017

    • 著者名/発表者名
      大橋一登、Romanas Chaletkis、高稲正勝、Craig Wheelock, 吉田知史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム年会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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