出芽酵母における栄養源認識機構の解明

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申請者は現在までに、Two-Hybrid法を用いて酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて栄養源のシグナル伝達に関与していると考えられている3量体GTP結合タンパク質αサブユニットであるGpa2タンパク質と相互作用するタンパク質遺伝子のスクリーニングを行い、膜タンパク質をコードしていると考えられる遺伝子GPR1(G-protein coupled receptor)をクローニングした。GPR1遺伝子は961アミノ酸を持つ7回膜貫通型タンパク質をコードしており、典型的なGTP結合タンパク質とカップリングする受容体タンパク質であると考えられた。本年度においては、Gpr1pを介するシグナル伝達経路の解明を目的として実験を行った。昨年度の研究結果より、Grp1pは、グルコースを認識して細胞内cAMPレベルの調節を行うグルコースレセプターである可能性が示唆された。出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeでは、細胞内cAMPレベルが上昇するとcAMP依存的キナーゼの活性化が起こり細胞がG1期に停止できなくなるため熱に対して感受性となることが知られている。そこで、cAMP経路に関与する因子の遺伝子破壊株の構築を行い、熱に対する感受性を調べた。その結果、GRP1遺伝子破壊株、GPA2遺伝子破壊株では、野生株と比べて熱に対して耐性となり、逆に多コピープラスミドにて遺伝子を導入した場合には熱感受性となった。さまざまな遺伝学的、生化学的解析の結果Gpr1pからのシグナルは、Gpa2pを介してアデニル酸シクラーゼの活性化を促していることが明らかになった。