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2023 年度 実績報告書

タンパク質飢餓への適応を可能とするチロシンセンシングの分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K20731
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

小坂元 陽奈  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (50962908)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワード栄養応答 / アミノ酸 / ショウジョウバエ / チロシン / 核内受容体 / スプライシング
研究実績の概要

本年度は、チロシン感知機構の解明のため、センサー候補と考えている核内受容体に対する機能解析や、哺乳類細胞を用いたスクリーニングから見出したスプライシングイベントに関する解析を行った。
着目している核内受容体のリガンド結合部位に点変異を導入したショウジョウバエを用いて、チロシン制限に関係する表現型の変化を捉えるため、成虫の寿命、摂食応答、飢餓耐性、代謝制御、生殖能力などを解析した。予想に反して、変異体においてチロシン欠乏の表現型が大きく回復することはなかった。ただし、当該核内受容体は、in vitroにおけるチロシンとの結合アッセイ(マイクロスケール熱運動を用いた手法)においては、ゆるやかに結合すること、点変異を入れると結合しないこと、m-チロシンに対しては結合しないことなどが明らかとなった。これらの結果から、当該核内受容体はATF4に対して抑制性の作用を持つ因子であるが、in vivoにおいては促進性の因子が独立に存在し、その寄与が大きいことが予想された。
哺乳類細胞を用いたスクリーニングでは、チロシン制限によって活性化するATF4活性がスプライシングファクターのノックダウンにより抑制されることが見出された。また、チロシン制限有無によって、イントロン保持といったスプライシングイベントに変化があることが見出された。スプライシングファクターはATF4自体の発現には大きく影響しないことから、ATF4活性を変化せるような因子であることが想定される。またショウジョウバエにおいても、スプライシングファクターのノックダウンでチロシン制限による表現型の一つである飢餓耐性の向上が抑制されることがわかった。
以上の結果から、アミノ酸欠乏時において、核内受容体やスプライシングファクターを介した新たなストレス応答機構が存在する可能性が見出された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Epidermal tyrosine catabolism is crucial for metabolic homeostasis and survival against high-protein diets in <i>Drosophila</i>2024

    • 著者名/発表者名
      Kosakamoto Hina、Miura Masayuki、Obata Fumiaki
    • 雑誌名

      Development

      巻: 151 ページ: dev202372

    • DOI

      10.1242/dev.202372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early-adult methionine restriction reduces methionine sulfoxide and extends lifespan in Drosophila2023

    • 著者名/発表者名
      Kosakamoto Hina、Obata Fumiaki、Kuraishi Junpei、Aikawa Hide、Okada Rina、Johnstone Joshua N.、Onuma Taro、Piper Matthew D. W.、Miura Masayuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 7832

    • DOI

      10.1038/s41467-023-43550-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] The essential function of a nonessential amino acid as an indicator of protein satiety2024

    • 著者名/発表者名
      Hina Kosakamoto
    • 学会等名
      International Day of Women and Girls in Science Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] Early-life amino acid sensing for lifespan regulation in Drosophila2024

    • 著者名/発表者名
      Hina Kosakamoto
    • 学会等名
      Dietology Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] Tyrosine sensing regulates adaptation to changing protein environments in Drosophila2023

    • 著者名/発表者名
      Hina Kosakamoto, Naoki Okamoto, Ryusuke Niwa, Masayuki Miura, and Fumiaki Obata
    • 学会等名
      Mechanisms of Metabolic Signaling
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-essential amino acid tyrosine regulates organismal lifespan and feeding behaviour2023

    • 著者名/発表者名
      Hina Kosakamoto, Fumiaki Obata
    • 学会等名
      第6回アジア太平洋ショウジョウバエ学会
    • 国際学会
  • [学会発表] 非必須アミノ酸チロシンの感知による栄養シグナル制御2023

    • 著者名/発表者名
      小坂元 陽奈
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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