2023 年度研究成果報告書

成長と増殖を司るTORC1のタンパク質分解システムを介した活性制御機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	21K06170
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分44010:細胞生物学関連
研究機関	大阪大学
研究代表者	荒木保弘大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (60345254)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	栄養感知 / 細胞成長 / 増殖 / 酵母 / アミノ酸 / TORC1
研究成果の概要	TORC1はアミノ酸を感知し細胞の増殖と成長を厳密に制御する。一方で、TORC1がどのように20種類のアミノ酸を感知しているのか、という最も重要な課題が残っている。本研究において出芽酵母ではTORC１活性化経路は、Gtr経路とPib2経路のみであること、20種類のアミノ酸ごとに活性化経路が異なることを明らかにした。更にシステインがPib2とTORC1間の相互作用を促進し、TORC1を活性化すること、システイン結合能を欠くPib2変異体ではTORC1がシステイン添加に呼応しないことから、Pib2はシステインを直接感知しTORC1を活性化する、システインセンサーであると結論づけた。
自由記述の分野	細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	TORC1阻害剤であるラパマイシンは様々な薬理作用を有し、TORC1の応用研究も熾烈を極めている。哺乳類細胞においてもGtr/Ego経路以外にTORC1活性化経路の存在が示唆されているが分子的実体は不明である。TORC1関連因子は進化上高度に保存されており、Pib2経路及び制御機構も進化上保存されていると想定される。アミノ酸センサーは哺乳細胞において少数のアミノ酸について先駆的研究がなされているが、これらは種間で保存されておらず、酵母においてアミノ酸センサーの知見は皆無であった。本研究により、TORC1活性化の分子機構、特に多様なアミノ酸センシング機構の理解が種を超えて大きく進むものと考える。