Biosynthesis of bet-alanine in autolysosomes.

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タンパク分解に由来しないアミノ酸であるβ－アラニンが肝臓のリソソームに多く貯留するメカニズムを明らかにするのが研究目的である。β－アラニンはウラシルから2段階の酵素反応（ジヒドロウラシルデヒドロゲナーゼおよびβウレイドプロピオナ－ゼ）で、それぞれジヒドロウラシル、ウレイドプロピオン酸（UPA）を経て生成する。先行する基盤研究C（課題番号18K08528）では、主として培養細胞を用いて前駆体であるウラシルやUPAを培地に加えてβ－アラニンの生成が増大するか、またβ－アラニンがリソソームに取り込まれるかの解析を試みた。しかし、そもそも48時間までの培養で細胞のβ－アラニンは高々20%程度が増える程度でコントロールと有意差も認められなかった。また、14C－β－アラニンを用いたリソソームへの輸送反応も今のところ捉えられていない。リソソームへのβ－アラニン輸送を調べる過程で、ジヒドロウラシルデヒドロゲナーゼとβウレイドプロピオナ－ゼは選択的オートファジー基質としてオートリソソームに取り込まれることを見出した。そこで本基盤研究ではオートリソソームに取り込まれたβ－アラニン生成酵素によってβ－アラニンが生成し、結果的に（オート）リソソームに貯留するという仮説の基に研究を開始した。研究初年度ではオートファジーを活性化させた条件下で培養細胞のβ－アラニンレベルが上昇し、逆にオートファジーを阻害する条件下では減少するかに焦点を絞って解析を試みた。まずβ－アラニンをより感度良く定量する方法としてcapillary-electrophoresis mass spectrometry（CE-MS）を導入し、まずウラシル、UPA、β－アラニンを分別検出する条件を確立した。次にオートファジーを誘導する条件や阻害する条件で細胞全体のβ－アラニンが変動するかを調べたが、今のところ上記仮説は支持されていない