組織特異的な新規アミノ酸センシング機構の解明

申請者は、新規単一非必須アミノ酸応答機構の解明を目的として研究に取り組んできた。本年度は特に、ショウジョウバエ幼虫個体へ与える影響が大きいことを見出したチロシンの感知機構や表現型解析をおこなった。その結果、チロシン欠乏餌を摂取すると、脂肪体という哺乳類の肝臓や白色脂肪組織に相当する器官で、転写因子activating transcription factor 4 (ATF4)が活性化し、翻訳の抑制、mechanistic target of rapamycin (mTOR)シグナルの抑制、適応的な摂食量の増加という3つの表現型が見られることがわかった。これらの表現型は、それぞれEukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP)の発現上昇による翻訳抑制、scyllaの発現上昇によるmTORシグナルの抑制、神経ペプチドCNMamideの分泌と脳での受容による摂食量の増加というように、異なるATF4標的遺伝子によってもたらされた。ATF4を活性化する既知のアミノ酸センサーGeneral control nonderepressible 2 (GCN2)は、アミノ酸の種類に関係なく、あらゆるuncharged tRNAに結合することで活性化するとされる。しかし、申請者はGCN2のノックダウンや変異体解析により、チロシン制限によるATF4活性化はGCN2非依存的に起こることを見出した。未知のATF4活性化メカニズムの解明に取り組むため、マウス前脂肪細胞3T3-L1細胞を用いてチロシン制限応答性のレポーター細胞株を作出し、詳細な条件検討をおこなって全遺伝子siRNAスクリーニングを行う準備を整えた。非必須アミノ酸による新規のATF4活性化機構とその生理作用の理解は、新たな食餌介入法の可能性を拡げる一助となると考えられる。

申請者は、新規単一非必須アミノ酸応答機構の解明を目的として研究に取り組んできた。本年度は特に、ショウジョウバエ幼虫個体へ与える影響が大きいことを見出したチロシンの感知機構や表現型解析をおこなった。その結果、チロシン欠乏餌を摂取すると、脂肪体という哺乳類の肝臓や白色脂肪組織に相当する器官で、転写因子activating transcription factor 4 (ATF4)が活性化し、翻訳の抑制、mechanistic target of rapamycin (mTOR)シグナルの抑制、適応的な摂食量の増加という3つの表現型が見られることがわかった。これらの表現型は、それぞれEukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP)の発現上昇による翻訳抑制、scyllaの発現上昇によるmTORシグナルの抑制、神経ペプチドCNMamideの分泌と脳での受容による摂食量の増加というように、異なるATF4標的遺伝子によってもたらされた。ATF4を活性化する既知のアミノ酸センサーGeneral control nonderepressible 2 (GCN2)は、アミノ酸の種類に関係なく、あらゆるuncharged tRNAに結合することで活性化するとされる。しかし、申請者はGCN2のノックダウンや変異体解析により、チロシン制限によるATF4活性化はGCN2非依存的に起こることを見出した。未知のATF4活性化メカニズムの解明に取り組むため、マウス前脂肪細胞3T3-L1細胞を用いてチロシン制限応答性のレポーター細胞株を作出し、詳細な条件検討をおこなって全遺伝子siRNAスクリーニングを行う準備を整えた。非必須アミノ酸による新規のATF4活性化機構とその生理作用の理解は、新たな食餌介入法の可能性を拡げる一助となると考えられる。