| 研究課題/領域番号 |
19K23656
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
藤田 翔貴 東北大学, 農学研究科, 助教 (70845099)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| キーワード | 出芽酵母 / ユビキチン化 / カーボンカタボライト抑制 / エンドサイトーシス / アレスチン |
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| 研究実績の概要 |
1) 栄養源輸送体分解における輸送体の細胞内への取り込みは、ユビキチンリガーゼによるユビキチン化が引き金となる。このユビキチン化はアレスチン様タンパク質群が状況に応じてユビキチンリガーゼを選択的に標的へとリクルートすることで制御されており、この機構によって環境変化に応じた細胞膜上の輸送体のラインナップ制御を支えている。これまでに、アレスチンタンパク質が輸送体を認識するためには、輸送体自身が輸送基質と結合することで生じる構造変化が必要であると報告されている。一方で、報告は少ないが、輸送基質の量や結合に依存せず、他のシグナル入力によってアレスチンが標的を認識し、分解が引き起こされる機構も存在する。本年度は、グリセロール輸送体Stl1の分解は、輸送基質の存在が必要であるのか検証した。その結果、基質であるグリセロールの有無によらずシグナル(グルコースの環境中への流入)依存的に分解されていることが示唆された。
2) Stl1は高浸透圧条件下で発現が上昇することが知られている。また、Stl1の発現は浸透圧への適応する手段である一方で、高浸透圧下であってもグルコースによって分解が促進されることも報告されいる。そこで、Stl1が分解されないことで生じる細胞へ不利益(Stl1がグルコース依存的に分解される意義)を検証するため、前年度取得した原形質膜上に安定して局在するStl1変異体と野生株を用いて、いくつかの浸透圧ストレス条件下での生育比較を行なった。しかしながら、現在検証した条件下では生育に優位な差は認められなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
新型コロナウイルスの蔓延による研究室の封鎖や活動時間縮小により、予定していた研究を実施する機会が失われたため。
その中で、グルコース依存的なStl1分解は、報告例が乏しいシグナル依存的な分解であることが示唆される結果を得ることができた。一方で、Stl1が高浸透圧下においてもグルコースによって分解される生理学的意義を検証するため、変異体と野生株との生育比較を実施したが、現時点で当初想定していたような有意な差を見出すことができなかった。そのため、実験条件を引き続き検討する、またはアプローチの方法を変える必要が生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
1) これまでに得られた研究成果をもとに論文投稿を進める予定である。
2) 現在までの研究によって、原形質膜上に安定に局在するグリセロールトランスポーターStl1変異体を取得している。現時点でC末端領域が分解に重要であることが明らかとなってきていることから、この結果を支持する解析を進める予定である。具体的にはグルコースシグナルの制御を受けない輸送体や他タンパク質にStl1のC末端領域を移植することで、それらキメラタンパク質グルコース依存的に分解されるのかを検証する。また、この変異体とRod1の相互作用を解析することで、Slt1変異体の分解抑制がStl1のユビキチン化を制御するRod1からの認識が阻害されたため起きているのか検証する。さらに、Stl1安定化変異体発現株を使用し、Stl1がグルコース依存的に分解制御を受ける生理学的意義について研究の研究を引き続き進める。具体的には、この変異体発現株の生育や全遺伝子の発現状況を正常な株と比較する。
3) アレスチン様タンパク質Rod1の環境変化に応じた修飾状態の違いをリン酸修飾状態の違いに焦点を絞り解析する（本来ならば今年度実施する予定であった）。さらに、進行が遅れている浸透圧ストレス応答(Hog1シグナル伝達経路)がStl1分解へ及ぼす影響に関して解析を開始する。まずは、グルコース添加後のRod1の翻訳後修飾状態を高浸透圧条件の有無やHog1シグナル伝達経路関連因子破壊株を用いて解析する。Rod1の修飾状態が異なる場合、その修飾部位をMS解析やRod1の部位特異的変異体を用いて同定する。また、その修飾状態が標的の認識に必要であるのかRod1のアミノ酸置換変異体を用いて検証する。以上の解析を通して、グルコースだけでなく浸透圧 ストレスも含めた複数のシグナルによるStl1のクロストーク制御機構を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルスの流行により、年度末に研究成果を発表予定であった酵母研究若手会および参加予定であった日本農芸化学会が中止またはオンライン開催となり、参加費や旅費として予定していた経費を消化できなかった。同様の理由で、研究に大幅な遅れが生じたため、委託解析や論文投稿に必要な経費を消化できず、次年度使用額が生じた。今回生じた次年度使用額は、今後計画している研究を実施する際に使用、消耗する試薬類の購入費として使用する。
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