代謝物質コードによる細胞機能制御メカニズムの理解と制御

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19064
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分38:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 宮本 崇史 筑波大学, 医学医療系, 助教 (50740346)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• キーワード: 代謝

研究成果の概要

本研究では、アミノ酸を起点とする代謝物質群の変動情報を『代謝物質コード』として定義し、代謝物質コードを感知するメカニズムや、その情報が解読されて、特定の表現型に至る背景機序を明らかにすることを目標に研究を行った。その結果、連動性を示すアミノ酸や、アミノ酸によって変動する遺伝子を同定することができた。またアミノ酸シグナルを可視化するため、AMPKおよびmTORC1のバイオセンサーを安定的に発現する細胞株の樹立を進めた。最終的にAMPKバイオセンサーを安定的に発現する細胞株は樹立したが、mTORC1バイオセンサーは、その感度を改良することを優先することとした。

自由記述の分野

栄養学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、どのようなアミノ酸が連動して動いているのか、さらにその動きに伴ってどういった遺伝子の発現レベルが変動するのかを明らかにすることができた。ヒトの代謝物は20万種以上あるが、タンパク質の数は19,969 genes/86,245 transcriptsしかない (Nurk et al. Science. 2022)。そのため、細胞がどのようにして膨大な組み合わせからなる栄養素情報の変化を感知・処理しているのかは、未だ謎に包まれている(Efeyan et al. Nature. 2015)。本研究はこの謎を紐解くための基礎データを提供するものである。