細胞内アミノ酸組成の維持機構を過剰量のトリプトファンへの細胞応答から解き明かす

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タンパク質構成アミノ酸は一般に20種類で、これらは生体に必須の化合物である。しかし、必要最低限のアミノ酸を摂取しても、摂取するアミノ酸に極端な偏りがあると生育が抑制される。また、近年では血中のアミノ酸バランスの変化はがんや生活習慣病の未病状態の指標として期待されている。このように、アミノ酸バランスは重要であると考えられるが、その維持に必要な分子機構は全く不明である。これまでに研究代表者は真核生物のモデル細胞である出芽酵母で、Trpを過剰に与えると細胞増殖が抑制されることを見出し、過剰なTrpの分解に重要な経路を報告した (Ohashi et al., Sci. Rep., 2017)。また、過剰なTrpへの応答に細胞膜や細胞壁へのストレス応答に必要なCell Wall Integrity (CWI) 経路が必要であることを示した (Ohashi et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 2021)。過剰なTrpの感知は、アミノ酸バランスの異常を感知する仕組みの一端と考えられることから、その分子機構と存在意義の解明に取り組んだ。CWI経路の上流に着目し、研究を進めた結果、過剰なTrpの感知に必要な分子を新たに見出した。さらに、この分子の遺伝子欠損株を用いて、この分子を介した応答が必要とされるストレス条件を明らかにした。この条件下では、過剰なTrpの感知を介したストレス応答が細胞の生存に必要である可能性がある。すなわち、Trpの増加が低分子のシグナルとして機能している可能性が示された。現在は、上記ストレス条件下での細胞内Trpの増加を確認するための実験を進めている。また、バイオインフォマティクス的な手法を取り入れ、過剰なTrpを認識する分子の特定とその詳細な仕組みの解明を目指している。