2015 Fiscal Year Research-status Report
酵母膜輸送体のグルコース不活性化の分子機構とその生物学的意義
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26450084
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新谷 尚弘 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70374973)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グルコース不活性化 / 出芽酵母 / 膜輸送体 / エンドサイトーシス / 発現制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１ 出芽酵母ピルビン酸・乳酸輸送体Jen1のグルコース不活性化に関する因子の同定と機能解析
ゲノムワイド解析により明らかにされていたJen1のグルコース不活性化に関与する因子の遺伝子破壊株の詳細な解析を行った。Jen1は乳酸培地でその発現が活性化されるが、培養にグルコースが添加されると、タンパク質レベル、転写産物レベルで素早くダウンレギュレーションを受ける。いくつかの遺伝子破壊株ではJEN1 mRNAの減少に遅延が見られ、この現象はmRNA合成の停止の異常ではなく、mRNA分解の遅延が原因であった。または別の遺伝子破壊株ではmRNA量の減少は野生型と同等であるが、翻訳停止の遅延によってJen1タンパク質の見かけ上の減少が起こっていた。
２ Artタンパク質による輸送体の認識機構
Jen1は培地にグルコースが添加されると、エンドサイトーシスによって、液胞へ輸送され分解を受ける。このグルコース依存的なエンドサイトーシスは、Art4と呼ばれるユビキチンガーゼ・アダプターを介したユビキチンガーゼによるJen1のユビキチン化が引き金となって起こる。Jen1は12回膜貫通型の膜タンパク質で、そのN末端とC末端は細胞質側に面していると推測されている。これらのN末端とC末端をそれぞれ除去すると、C末端の決失がArt4依存的なJen1のエンドサイトーシスに大きな影響を与えた。このC末端配列をメチオニン輸送体Mup1のC末端に融合すると、Mup1はグルコース依存的、Art4依存的にエンドサイトーシスを受けるようになった。このことから、Jen1のC末端がArt4による認識に重要な領域であることが示された。
３ グルコース不活性化の生物学的意義
N末端とC末端に変異によりエンドサイトーシスされないJen1を作製した。このjen1変異株では培地炭素源の乳酸からグルコースへの変換時に細胞増殖の開始がやや遅れた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
エンドサイトーシスされないjen1変異株におけるトランスクリプトーム解析を行う予定であったが、実施できなかった。その他は概ね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
各種遺伝子破壊株の解析の結果、JEN1 mRNAの安定性や翻訳制御が、グルコース添加後の迅速な不活性化に重要であることが示唆された。また、これらの制御にはJEN1 mRNAの3'非翻訳領域（3'-UTR）が重要であることが示唆された。今年度は、これら制御に関わる遺伝子産物の機能、およびJEN1 mRNA 3'-UTRとの関係性を解析する。
Jen1のArt4依存的なエンドサイトーシスに関わる領域が明らかになり、グルコースが存在しても原形質膜に局在し続けるJen1変異体を得ることができた。この株では、グルコース存在化でも乳酸を取込み、細胞内の代謝が撹乱される可能性がある。トランスクリプトーム解析やメタボローム解析を通じて、グルコース不活性化の意義を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
前年度に行う予定であったトランスクリプトーム解析を行うことができなかったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度に行うことが出来なかったトランスクリプトーム解析に使用する。
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