Mechano-sensing and stress responses in yeast cooperated by TORC1 and TORC2

TORC1 和 TORC2 协同作用的酵母中的机械感应和应激反应

• 批准号: 22H02247
• 负责人: 阿部 文快
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02247/
• 关键词: 出芽酵母; メカノセンシング; アミノ酸センシング; TORC1-TORC2; CWI経路; 高水圧ストレス適応; Wsc1; Fps1; グリセロール排出; TORC1; TORC2; ストレス応答

生物は刻々と変化する外的環境―栄養状態、温度、pHや浸透圧など―を検知し、細胞内にシグナルを伝達する。圧力や重力といった力学的ストレスも細胞分化や筋肉の増強を促すが、それらのインプットを細胞内で処理するメカニズムの全容は未解明である。本研究では出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeをモデルとし、メカノセンシング機構の解明を目指した。酵母細胞膜にはWsc1を始めとする5つのストレスセンサータンパク質Wsc1, Wsc2, Wsc3, Mid2およびMtl1が存在し、熱や細胞壁ストレスを下流のCell Wall Integrity（CWI）経路にシグナルを伝達する。それらタンパク質の各遺伝子欠損株を25 MPaで48時間培養したところ、wsc1株のみが高圧感受性を示した。よって、Wsc1が高圧環境への適応に重要である可能性が示唆された。細胞壁ストレスを検知したWsc1はクラスター化し、その細胞質末端にRom2がリクルートされ、Rho1を活性化する。活性化されたRho1は、そのシグナルをPkc1、Bck1 (MAPKKK) 、Mkk1/Mkk2 (MAPKK)、Slt2 (MAPK)へと伝達する。これらのタンパク質をコードする各遺伝子の破壊株もやはり高圧感受性を示した。よってCWI経路の活性化は高圧下における増殖に不可欠であるものと考えられる。Slt2が有する様々な機能のうち、グリセロールの排出を担うアクアグリセロポリンFps1に着目した。興味深いことに、野生株を25 MPaで1~5時間培養したところ、細胞の膨潤が観察された。この過程でSlt2キナーゼがFps1をリン酸化により活性化し、グリセロールを積極的に排出していることが見いだされた。すなわち、酵母は細胞内の浸透圧を低下させ、水の流入を防ぐことで高水圧環境への適応を果たすものと結論づけた。

The environment outside the biological environment--the state of nutrition, temperature, pH and permeability--is known, and the environment inside the cell is known. Pressure, gravity, and mechanical forces promote cell differentiation, muscle enhancement, and intracellular processing. In this study, the mechanism of yeast germination was studied. Yeast cell membrane starts with Wsc 1, Wsc2, Wsc3, Mid2 and Mtl1. Cell Wall Integrity (CWI) pathway starts with Wsc1, Wsc2, Mid2 and Mtl1. All the strains were cultured under 25 MPa for 48 hours, and the sensitivity of wsc1 strain to high pressure was shown. Wsc1 is an important indicator of the potential for high pressure environments. The cell wall was detected by Wsc1 and Rom2 was detected by Rho1. Activation of Rho1, Bck1 (MAPKK), Mkk1/Mkk2 (MAPKK), Slt2 (MAPK) and Pkc1. The high pressure sensitivity of each strain is demonstrated by the high pressure sensitivity of the strain. The activation of the CWI circuit is not possible under high pressure. Slt2 has the function of switching off, switching off, and discharging. Culture time: 1~5 days at 25 MPa, cell swelling was observed. This process is called Slt2, and Fps1 is activated, activated, and actively discharged. In addition, the permeability of yeast cells is low, and the inflow of water is low.

项目成果

出芽酵母の高圧増殖に必須な機能未知タンパク質Ehg1は cortical ERでトリプトファン輸送体Tat2の安定化に寄与する

Ehg1 是一种功能未知的蛋白质，对于酿酒酵母的高压生长至关重要，有助于皮质 ER 中色氨酸转运蛋白 Tat2 的稳定。

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤 祐介;三岡 哲生;阿部 文快
• 通讯作者: 阿部 文快

出芽酵母の圧力生理学

酿酒酵母的压力生理学

• 发表时间: 2022
• 期刊: 高圧力の科学・技術事典
• 作者: 山中 享史;加藤 淳也;田島 誉久;石田 丈典;池田 丈;舟橋 久景;中島田 豊;黒田 章夫;廣田 隆一;阿部文快
• 通讯作者: 阿部文快

出芽酵母におけるLTPs類似構造を持つ巨大タンパク質Csf1の機能解析

酿酒酵母中与 LTP 结构相似的大蛋白 Csf1 的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 小笠原 朱音;三岡 哲生;伊村 咲希;武本 彩音; 加藤 祐介;阿部 文快
• 通讯作者: 阿部 文快

The CWI pathway is activated through high hydrostatic pressure, enhancing glycerol efflux via the aquaglyceroporin Fps1 in<i>Saccharomyces cerevisiae</i>

CWI 途径通过高静水压激活，通过<i>酿酒酵母</i>中的水甘油孔蛋白 Fps1 增强甘油流出

• DOI: 10.1101/2022.11.15.516693
• 发表时间: 2022
• 期刊: BIORXIV
• 作者: Mochizuki Takahiro;Tanigawa Toshiki;Shindo Seiya;Suematsu Momoka;Oguchi Yuki;Mioka Tetsuo;Kato Yusuke;Fujiyama Mina;Hatano Eri;Yamaguchi Masashi;Chibana Hiroji;Abe Fumiyoshi
• 通讯作者: Abe Fumiyoshi

アクアグリセロポリンFps1を介した高水圧環境への酵母の適応機構

水甘油孔蛋白Fps1 酵母对高水压环境的适应机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 谷川 俊樹;望月 貴博;末松 桃花;新藤 聖也;加藤 祐介;三岡 哲生;小口 有希;阿部 文快
• 通讯作者: 阿部 文快