栄養源を有効利用する二段構えのオートファジーシステムの解析

研究代表者 竹松 弘（Takematsu Hiromu） 藤田医科大学・大学院保健学研究科　教授

研究課題の概要と計画

Ypk1は出芽酵母において、栄養源シグナルなど、多彩な下流を持つAGCキナーゼファミリーのプロテインキナーゼであり、その哺乳動物のorthologはSGKであるとされる。我々はこれまでに、Ypk1が一部オートファジー経路を必要としながらも、通常のマクロオートファジーと比較して非常に早く起こる、選択的な分解経路により、その発現量が調節されていることを示してきている。Ypk1の分解システムの特筆すべき点は、Ypk1が栄養を使い細胞を増殖させるシグナル伝達因子であり、これがマクロオートファジーに先立ってオートファジー経路で分解されることである。つまり、細胞は二段構えの分解系を持っていて、飢餓時にはまず、栄養を節約するため、シグナル伝達因子を分解する。それでも飢餓が続けば、内容物の分解に入るという仕組みである。本研究では、Ypk1などをシグナル伝達因子を基質とする選択的なオートファジーについて、これを可能とする分子機構の解明・どのようなシグナル伝達調節に関わるのか、等について解析を行いたい。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Tomioka M, Shimobayashi M, Kitabatake M, Ohno M, Kozutsumi Y, Oka S, Takematsu H. Ribosomal protein uS7/Rps5 serine-223 in protein kinase-mediated phosphorylation and ribosomal small subunit maturation. Sci Rep. 2018, Jan 19;8(1):1244.

Yamane-Sando Y, Shimobayashi E, Shimobayashi M, Kozutsumi Y, Oka S, Takematsu H. Fpk1/2 kinases regulate cellular sphingoid long-chain base (LCB) abundance and alter cellular resistance to LCB elevation or depletion. MicrobiologyOpen. 2014, 3(2):196-212.

Shimobayashi M, Takematsu H, Eiho K, Yamane Y, Kozutsumi Y Identification of Ypk1 as a novel selective substrate for nitrogen starvation-triggered proteolysis requiring autophagy system and ESCRT machinery components. J Biol Chem. 2010, 285(47):36984-94.

キーワード

protein kinase, kinome, signal transduction, nitrogen starvation, heat stress, sphingolipid signaling