2017 Fiscal Year Annual Research Report

高浸透圧センシングの分子機構解明

Research Project

Project/Area Number	16H04761
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	舘林和夫東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50272498)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	高浸透圧 / センシング / シグナル伝達 / MAPキナーゼ
Outline of Annual Research Achievements	細胞が物理化学的刺激である高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、昨年度に引き続き、高浸透圧適応に働く酵母のHOG MAPキナーゼ(HOG)経路において中心的な役割をもつセンサー膜タンパク質(Sho1)と膜アンカータンパク質(Opy2)に焦点を当てて解析を行った。Sho1は自身が有する４回膜貫通領域(TM)でOpy2をはじめとするセンサー膜タンパク質群と相互作用し、高浸透圧応答に働くと考えられる。我々のグループはこれまでSho1及びOpy2が高浸透圧刺激なしでHOG経路を活性化する超活性型変異体を複数単離し、この変異のいくつかはSho1のTM4の細胞外近傍部位とOpy2 TMの細胞外近傍部位に位置しており、Sho1とOpy2との結合部位であることを示した（結合部位１）。今年度、化学的クロスリンク実験と活性型変異体の遺伝学的解析などにより、Sho1 TM1の細胞質側部位とOpy2 TMの細胞質側部位とが相互作用することを新たに見出し、ここが２つ目のSho1-Opy2結合部位（結合部位２）であることを示した。得られた結合部位の位置情報などから、１つのOpy2分子はSho1多量体中の隣り合った2つのSho1分子と相互作用することがわかった。これらの研究結果に基づき、高浸透圧環境におけるSho-Opy2複合体のコンフォメーション変化がHOG経路の活性化に貢献していることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度に続きSho1とOpy2とのTM領域間での相互作用様式について研究し、化学的クロスリンク法などの生化学的解析により、Sho1とOpy2との新たな結合部位を見出したことで、Sho1とOpy2によるHOG経路の活性化機構に関する理解が深まった。本研究成果は国際科学誌に発表されたことからも、研究は順調に進展していると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	これまでの本研究において新たに膜タンパク質に依存しない高浸透圧感知機構が存在し、それは特にMAPKKからMAPKへのシグナル伝達ステップで働くことを見出している。分子遺伝学的、生化学的解析を通じてその詳細を明らかにし、膜タンパク質依存型、非依存型の高浸透圧センシング機構の理解を目指す。