脂質代謝を起点とした転写による小胞輸送制御機構の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19088
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 船戸 耕一 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (30379854)
• 研究分担者: 中川 強 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (30202211)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• キーワード: 転写 / 脂質 / COPII小胞 / 酵母 / シロイヌナズナ

研究実績の概要

昨年度の解析により、酵母の機能未知遺伝子であるYIP3がCOPII小胞を介した小胞輸送を負に制御している遺伝子であることが示唆された。YIP3はCOPII小胞に局在するタンパク質をコードする遺伝子である一方で、小胞体に局在するレティキュロンタンパク質Ret1と物理的に相互作用することが知られている。そこで、令和5年度は、Rtn1をコードする遺伝子RTN1を破壊させたsec12-4変異との二重変異株を作製し、COPII小胞を介した小胞輸送におけるRTN1の役割について解析を行った。その結果、YIP3と同様に、RTN1も破壊するとsec12-4変異の表現型を抑圧したことから、COPII小胞を介した小胞輸送を負に制御する遺伝子であることが示唆された。さらに、メチオニン代謝関連遺伝子はSEC12遺伝子以外のCOPII小胞形成に関与するSECの変異による表現型も抑圧したことから、酵母のCOPII小胞形成に深く関わりがあることが示唆された。シロイヌナズナの解析においては、昨年度、YIP3ホモログのひとつであるAtPRA1.B3がCOPII小胞を介した小胞輸送に関与している可能性が見出されたので、SEC23変異との二重変異株の作製を進めた。現在も継続中である。

研究期間全体を通じて、本研究では、COPII小胞の形成が脂質代謝を起点とした転写によって調節されていることに加え、その調節にYIP3、RTN1、そしてメチオニン代謝関連遺伝子が深く関わっていることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] University of Seville(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: University of Seville
• [雑誌論文] Protein sorting upon exit from the endoplasmic reticulum dominates Golgi biogenesis in budding yeast (2024)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Saku、Schlarmann Philipp、Hanaoka Kazuki、Nishii Hinako、Moriya Hisao、Muniz Manuel、Funato Kouichi
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 598 ページ: 548～555
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14830
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Membrane contact sites regulate vacuolar fission via sphingolipid metabolism (2024)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka Kazuki、Nishikawa Kensuke、Ikeda Atsuko、Schlarmann Philipp、Sasaki Saku、Fujii Sotaro、Yamashita Sayumi、Nakaji Aya、Funato Kouichi
  • 雑誌名: eLife 巻: 12 ページ: RP89938
  • DOI: 10.7554/eLife.89938
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ceramide sorting into non-vesicular transport is independent of acyl chain length in budding yeast. (2024)
  • 著者名/発表者名: Schlarmann Philipp, Hanaoka Kazuki, Ikeda Atsuko, Muniz Manuel, Funato Kouichi.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 715 ページ: 149980
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2024.149980
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Expression analysis of genes encoding extracellular leucine-rich repeat proteins in Arabidopsis thaliana (2023)
  • 著者名/発表者名: Dutta Amit Kumar、Sultana Mst Momtaz、Tanaka Ai、Suzuki Takamasa、Hachiya Takushi、Nakagawa Tsuyoshi
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 88 ページ: 154～167
  • DOI: 10.1093/bbb/zbad171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vacuole membrane contact sites regulate liquid‐ordered domain formation during glucose starvation (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakuragi Keiko、Schlarmann Philipp、Ikeda Atsuko、Funato Kouichi
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 597 ページ: 1462～1468
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14621
  • 査読あり
• [学会発表] TORC を介したシグナル伝達経路に関与する新規キナーゼの探索 と機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 栞、後田梨緒、池田敦子、船戸耕一
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
• [学会発表] Membrane contact sites with lipid droplets stimulate non- vesicular transport of ceramide (2023)
  • 著者名/発表者名: Philipp Schlarmann、Atsuko Ikeda、ZhiGang Piao、Kouichi Funato
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
• [学会発表] 短鎖スフィンゴ脂質合成株の解析から見えてきた“脂質依存的オートファジー制御機構” (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐々木咲、池田敦子、Shobhna Kapoor、船戸耕一
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
• [学会発表] 核-液胞接合部(NVJ)を介したスフィンゴ脂質による液胞分裂制御機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 花岡和樹、Philipp Schlarmann、池田敦子、船戸耕一
  • 学会等名: 学会創立 100 周年記念 日本農芸化学会 2023 年度中四国・西日本支部合同大会
• [学会発表] スフィンゴ脂質鎖長がオルガネラの形態や量に及ぼす影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐々木咲、花岡和樹、池田敦子、船戸耕一
  • 学会等名: 学会創立 100 周年記念 日本農芸化学会 2023 年度中四国・西日本支部合同大会
• [学会発表] Membrane contact sites regulate vacuolar fission via sphingolipid metabolism. (2023)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Ikeda, Kazuki Hanaoka1, Kensuke Nishikawa1, Philipp Schlarmann, Sayumi Yamashita, Aya Nakaji, Sotaro Fujii, Kouichi Funato
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia conference on Yeast and Life Sciences （CSHA meeting 『酵母と生命科学』）
  • 国際学会
• [学会発表] グルコース感知とシグナル伝達におけるメンブランコンタクトサイトの役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: Philipp Schlarmann，櫻木桂子，池田敦子，金井 宗良，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] TORC2 はスフィンゴ脂質を介して液胞膜 Lo ドメインの形成を制御する (2023)
  • 著者名/発表者名: 櫻木桂子，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] GPI アンカー型タンパク質の輸送に関与するPBR1 の機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 花岡和樹，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] オートファジーにおける‘‘脂質依存的‘‘制御機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 咲，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] TORC を介したシグナル伝達経路に関与するFMP48 の機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 栞，後田梨緒，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] 小胞体-ゴルジ体間の双方向輸送を調節する脂質の役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 楊 舒茵，伊藤 栞，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] GPI リモデリングは Lo ドメイン形成を介してオートファジーを制御する (2023)
  • 著者名/発表者名: 楊 宇佳，花岡和樹，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] ER-Golgi 間小胞輸送における TORC1 関連キナーゼ Nnk1 の役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 堂免朝日，佐野美咲，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [学会発表] R-Golgi 間小胞輸送におけるYIP3 とレティキュロンの役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 井口瑞希，池間諒子，池田敦子，船戸耕一
  • 学会等名: 第40回YEAST WORKSHOP
• [備考] 細胞の謎解き！オルガネラ膜接触部位が液胞の数を変えるカギとなる！
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/78259