| 研究課題/領域番号 |
16K18542
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
大坪 瑶子 基礎生物学研究所, 細胞応答研究室, 特任助教 (80580266)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | tRNA / TORキナーゼ / 細胞内シグナル伝達 / 栄養応答 / 有性生殖開始 / 分裂酵母 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、細胞に普遍的に備わる、栄養状態に応答して適切な制御を行う機構の解明を目標に、分裂酵母の栄養源飢餓応答をモデル系として解析を進めている。分裂酵母は、栄養が枯渇すると、増殖を停止して有性生殖を行う。これまでに、栄養応答に関わる新規因子を単離することを目的として、栄養源が豊富な環境でも有性生殖を開始してしまう変異株を複数株取得し、hmt (hyper mating and temperature sensitive) 変異株と名付け解析を行ってきた。hmt変異株の原因遺伝子の多くがtRNA関連因子だったことから、栄養源枯渇時のシグナル伝達経路にtRNAが重要な役割を担っている可能性を考え、研究を進めた。平成28年度に引き続き、tRNA前駆体の発現量の変化をノザンブロットにより調べた。その結果、窒素源枯渇後短時間でtRNA前駆体の発現量が減少しだすことを確認した。さらに、窒素源枯渇後に窒素源を再添加すると、短時間で窒素源枯渇前の発現量に戻ることも観察された。これらのことから、tRNA前駆体の発現量は、窒素源の状態に応答して速やかに変化していることがわかった。さらに、hmt変異株でもtRNA前駆体の発現量が減少していることを定量RT-PCRにより確認した。また、平成28年度に構築したtRNA前駆体過剰発現ベクターを使って、アスパラギンtRNA前駆体およびプロリンtRNA前駆体を分裂酵母細胞に過剰発現したところ、平成28年度に行ったロイシンtRNA前駆体の過剰発現の実験結果と同様に、窒素源枯渇時のTor2キナーゼの不活性化が阻害されており、有性生殖開始が抑圧されていることが判明した。これらの結果をまとめて論文に発表した。
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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
本年度は、tRNA前駆体が、窒素源に応答して有性生殖開始を制御するTORC1の活性調節において重要な働きをしていることが明らかになったので、これらを論文にまとめて発表した。論文発表のための追加実験に予想以上に時間がかかり、当初予定していた未同定のhmt11、hmt12変異株の原因遺伝子の決定やhmt変異の表現型を抑圧する多コピー抑圧因子の単離などは次年度に先送りすることになった。また、原因遺伝子として特定されたアミノアシルtRNA合成酵素やtRNA関連因子に関する詳細な解析なども、当初の計画より遅れているが、その他の実験に関しては概ね予定通りに進められた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、未同定のhmt変異株の原因遺伝子の決定を試みる。また、hmt変異の原因遺伝子として特定されたアミノアシルtRNA合成酵素やtRNA関連因子の発現や局在などを調べ、栄養源枯渇時にどのような変化が見られるかを観察する。さらに、窒素源枯渇時にtRNA前駆体がどのような機構で減少するのか、tRNA前駆体がどのようにTORC1経路に作用して有性生殖開始を制御しているのかをより詳細に検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)
平成28年度、申請者は産休、育児休暇を取得した。復帰後も育児のため研究時間が当初考えていたほど確保できなかった。このため、計画通りに全ての実験を行うことができなかった。また、平成29年度はtRNA前駆体とTORC1についての論文発表のための追加実験に予想以上に時間がかかり、当初の計画より実験が遅れた。
(使用計画)
未同定のhmt変異株の原因遺伝子の決定を試みる。hmt変異の表現型を抑圧する多コピー抑圧因子の単離も行う。また、hmt変異の原因遺伝子として特定されたアミノアシルtRNA合成酵素やtRNA関連因子の発現や局在などを調べ、栄養源枯渇時にどのような変化が見られるかを観察する。さらに、窒素源枯渇時にtRNA前駆体がどのような機構で減少するのか、tRNA前駆体がどのようにTORC1経路に作用して有性生殖開始を制御しているのかをより詳細に検討する。
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