細胞の成長制御を司るmTOR経路のカルシウムシグナルによる新規調節機構の解明

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報告者らは、これまでに動物細胞へのアミノ酸投与が細胞内Ca2+濃度の上昇を引き起こし、mTORC1活性を正に制御することを見出してきている。さらに、Ca2+シグナルをmTORC1経路へと伝達する因子として、Ca2+結合タンパク質であるcalmodulin（CaM）を見出し、mTORC1経路の強い負の制御因子であるTSC2（tuberous sclerosis complex 2）とCaMがCa2+依存的に結合すること、またその結合領域を報告してきた。そこで、CaMがTSC2を介してmTORC1の活性を制御するその詳しい分子機構の解明を通じ、mTORC1の異常活性を伴う種々の病態発症の分子基盤の解明や、治療法の開発に貢献することを目指している。報告者らはこれまでにTSC2のCaM結合領域が、mTORC1活性化因子Rhebとの結合に重要であると報告のある領域と重なることを同定している。そのため、令和4年度はCaMがTSC2-Rheb間の結合へ与える影響を明確に評価する方法を探索し、検証した。TSC2-Rheb間の結合に関して、通常広く用いられている免疫沈降法等では、結合を捉えることができなかったため、深海エビ由来発光酵素ルシフェラーゼの小断片（HiBiT）と大断片（LgBiT）の再会合を利用することで、簡便かつ定量的に結合を評価する方法を用いたところTSC2-Rheb間の結合を捉えることに成功した。また、大腸菌を用いて野生型CaM及びCa2+結合能欠失CaM変異体を添加し、TSC2-Rheb間の結合に変化があるか検証したところ、TSC2-Rheb間の結合は野生型CaMの添加により有意に低下し、Ca2+結合能欠失CaM変異体の添加では変化しなかった。このことから、CaMはTSC2-Rheb間の結合を変化させることでmTORC1活性を制御していると考えられる。