線虫の遺伝学と哺乳動物実験系を用いた新規エネルギー代謝鍵分子の同定と機能解析

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インスリン/IGFシグナリング(IIS)経路とAMP活性化キナーゼ(AMPK)経路は、糖尿病や腫瘍形成に深く関与し、mTOR経路においてクロストークすることが示唆されてきた。これらの情報伝達経路は動物間で高度に保存されているが、mTORの活性制御やその下流因子は不明な点が多い。これまでに、我々は線虫のIIS経路とAMPK経路は飢餓時の生存維持や細胞増殖の抑制に重要である知見を得てきた。そこで今回の研究では線虫の順遺伝学を駆使して、IIS経路とAMPK経路の下流で働く新規遺伝子の探索を試みた。まず、IIS経路が恒常的に活性化しているPTEN(daf-18遺伝子)とAMPKのαアイソフォームをコードする二つの遺伝子(aak-1,2)がmTORやそれと相互作用するraptorやrhebと遺伝学的相互作用することを認め、哺乳動物と同様に線虫でもIIS経路とAMPK経路の下流でmTOR経路が機能することが示唆された。しかしながら、mTORの重要な下流因子であると考えられているS6キナーゼのnull変異はPTENやAMPK変異体の表現型を抑制しなかった。S6キナーゼ以外にmTORの下流因子として4E-BPが他の動物では存在するが、線虫には保存されておらず、mTORは未知の基質を介して細胞増殖を制御している可能性が示唆された。そこで、mTORの近傍や下流で機能する未知の因子を同定するべく、飢餓時の生存率を指標として幾種類かの順遺伝学スクリーニングを行った。その中で、AMPK変異体の飢餓時の生存率を抑制する変異体としてtd81が単離された。現在td81のポジショナルクローニングを進めており、その原因遺伝子は既知のmTOR経路の遺伝子でない知見が得られている。今後原因遺伝子を同定し、哺乳培養細胞実験系で機能解析を進めていく予定である。