動物型緊縮応答の存在証明とその役割の解明

动物型紧缩反应存在的证明及其作用的阐明

基本信息

批准号：
18J12607
负责人：
伊藤道俊
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12607/
关键词：
栄養応答緊縮応答 ppGpp

项目摘要

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。

严格的反应是一种对细菌必不可少的营养反应，由一种称为PPGPP的特殊核酸分子控制。据报道，PPGPP的这种降解酶在动物中也是保守的，但是由于在动物中未检测到PPGPP病例，因此未发现其功能。因此，这项研究试图通过开发PPGPP定量系统并遵循取决于PPGPP量的肽型数量的变化来证明动物中的紧缩反应。今年，使用上一年成功开发的定量PPGPP系统在果蝇在果蝇中进行了PPGPP定量。结果表明，果蝇具有内源性PPGPP，其浓度是可以充分发挥第二信使的量。此外，在不足的PPGPP降解酶MESH1的身体中，PPGPP的量大约是野生型的7次（幼虫）或3次或3次（PUPA），并且发现Mesh1调节果蝇体内PPGPP的量。在这种缺陷中，营养饥饿条件下的延迟发育表明果蝇会改变PPGPP的量以调节营养反应机制。当PPGPP合成酶YJBM（源自枯草芽孢杆菌）在果蝇中过表达时，它是致命的，PPGPP的积累约为对照组的1200倍。此外，该酶诱导细胞死亡的眼睛特异性过表达。尽管有足够的副作用，但建议大量过量的PPGPP积累是细胞毒性的。为了在动物中搜索PPGPP合酶，我们成功地隔离了候选菌株。