動物型緊縮応答の存在証明とその役割の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

緊縮応答はppGppとよばれる特殊な核酸分子によって制御される、細菌に必須の栄養応答の一種である。このppGppの分解酵素が動物にも保存されていることが報告されたが、動物からはppGppが検出された例がなかったことから、その機能は明らかになっていなかった。そこで、本研究は動物のppGpp定量系の開発およびそれを利用したppGpp量依存的な表現型の変化を追跡することで、動物における緊縮応答の存在証明を行おうとするものである。今年度は前年度開発に成功したppGppの定量系を用いて、様々な条件のショウジョウバエにおけるppGpp定量を行った。その結果、ショウジョウバエは内生のppGppを持ち、その濃度はセカンドメッセンジャーとして十分機能しうる量であることが示唆された。また、ppGpp分解酵素Mesh1の欠損体では、ppGpp量が野生型の7倍(幼虫)、または3倍(さなぎ)程度となり、Mesh1がショウジョウバエ体内のppGpp量を調節していることが明らかになった。この欠損体では、栄養飢餓条件下での発生に遅れが見られたことから、ショウジョウバエはppGpp量を変化させて栄養応答機構を調節していることが示唆された。枯草菌由来のppGpp合成酵素YjbMをショウジョウバエに過剰発現させたところ、致死性を示したことに加え、ppGpp蓄積量はコントロールの1200倍程度となった。さらに、眼特異的にこの酵素を過剰発現させたところ、細胞死が誘導された。副次的な影響も十分考えられるが、大過剰のppGppの蓄積は細胞毒性を示すことが示唆された。動物のppGpp合成酵素探索について、候補株の単離に成功した。