rakeゲーム攻略

メインコンテンツにスキップ グローバルメニューにスキップ | フッターにスキップ メニューボタン 対象者別 ">入学希望の方">卒業生の方">地域・一般の方">企業・メディアの方">在学生">教職員 探す アクセス Language JP EN TOPニュース・イベント【研究発表】後生動物細胞からの内生グアノシン4リン酸（ppGpp）の検出に成功 －動物型ppGppシグナル伝達系という新たな研究領域の開拓－https://www.tmu.ac.jp/news/topics/30447.html 2020.11.13 【研究発表】後生動物細胞からの内生グアノシン4リン酸（ppGpp）の検出に成功 －動物型ppGppシグナル伝達系という新たな研究領域の開拓－ 報道発表 要点 グアノシン4リン酸（ppGpp）は、細菌の栄養飢餓応答時のシグナル物質として発見されたが、動物細胞では半世紀にわたり未確認だった。 ショウジョウバエやヒト細胞からのppGpp検出に世界で初めて成功し、その量が発生段階に応じて変化することを明らかにした。 動物細胞内にもppGpp代謝系が存在し、発生の調節や環境適応に用いられていると考えられる。 概要 　東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系の伊藤道俊大学院生（研究当時）と増田真二准教授らの研究グループは、山形大学の及川彰教授、九州大学の川畑俊一郎教授、東京都立大学の朝野維起助教らのグループと共同で、細菌のセカンドメッセンジャー（用語1）として知られるグアノシン4リン酸 （ppGpp） を、後生動物（用語2）の細胞から検出することに世界で初めて成功した。　細菌は、外部環境変化に応じてppGppを合成することで代謝を最適化し、栄養飢餓応答や抗生物質耐性などを向上させている。本研究では、後生動物では世界で初めて、ショウジョウバエでのppGppの検出に成功した。さらにppGpp分解酵素を欠損したショウジョウバエは野生型の約7倍のppGppを蓄積していることを明らかにした。ショウジョウバエ中のppGpp量が発生段階に応じて大きく増減することから、動物細胞内にはppGpp代謝系が存在しており、発生の調節や環境適応に用いられていると考えられる。　今回の発見によって、ppGppが動物細胞にも存在することが確認されたことで、今後は、その機能に関する研究の進展が期待される。研究成果は11月13日（イギリス時間）発行の「Communications Biology（コミュニケーションズ・バイオロジー」に掲載された。 研究の背景と経緯 　グアノシン4リン酸（ppGpp）は、細菌が外部環境に適応する際に重要な働きをするセカンドメッセンジャーとして、1969年に発見された。細菌がアミノ酸欠乏条件にさらされると、ppGppが急速に合成される。蓄積したppGppが遺伝子発現 （用語3）などの代謝を抑制することによって、細菌は栄養欠乏条件に適応する。近年、植物の葉緑体でもppGppが働いていることが明らかとなっている。ppGppの合成・分解を行う酵素はRelA/SpoT homolog（RSH）と呼ばれる。このRSHがヒトやマウス、ショウジョウバエなどの後生動物でも広く保存されていることが、これまでの研究から確認されていた。後生動物のRSHは、Metazoan SpoT homolog 1（Mesh1）と呼ばれ、ppGppの分解に寄与すると考えられてきた。しかし、細菌でのppGpp発見から半世紀たった現在まで、動物細胞由来の内生ppGppは確認されておらず、Mesh1が動物細胞内で実際にppGpp分解酵素として機能しているのかは明らかになっていなかった。 図1 各生物におけるppGppの機能 ppGppは、細菌では種々の応答に関与することが知られ、植物でもその機能が解明されつつある。しかし、後生動物では内生ppGppが検出された例がほとんどなかったため、その機能は一切明らかになっていなかった。   研究内容 　増田准教授らのグループは、モデル動物であるショウジョウバエを用いて、内生ppGppの検出を試みた。増田研究室で開発されていた、固相抽出（用語4）および高速液体クロマトグラフィー・質量分析法（用語5）を用いた、植物からのppGpp定量法を応用したところ、ショウジョウバエからもppGppが検出された（図2左）。検出されるppGpp量は、幼虫や成虫よりも、さなぎの段階で顕著に多かった。また、ヒト培養細胞からも同様にppGppが検出されたことから、動物細胞内には広くppGppが存在していると考えられる。さらに、ショウジョウバエ幼虫のMesh1遺伝子欠損体におけるppGpp量を定量したところ、野生型の約7倍に増加しており、Mesh1タンパク質が後生動物の内生ppGpp量を制御していることが明らかとなった （図2 右）。 図2 ショウジョウバエ由来のppGpp検出 （左） 高速液体クロマトグラフィー・質量分析法を用いて、ショウジョウバエ幼虫からppGppを検出することに成功した。（右） 動物のppGpp分解酵素Mesh1を欠損したショウジョウバエ幼虫は、野生型の約7倍のppGppを蓄積していた。 　このことから、動物細胞には、未知のppGpp合成酵素を含むppGppの代謝系が存在していることが示唆される。また、今回検出された生重量あたりのppGpp量が、大腸菌の数百分の一から数千分の一程度であったことから、動物におけるppGpp依存のシグナル伝達系は、大腸菌とは異なる可能性が高い。細菌では、ストレスなどを受容した際に合成され、蓄積される大量のppGppが、ターゲットとなるタンパク質に直接作用することで、遺伝子発現や代謝を変化させる。しかし後生動物では、低濃度のppGppしか蓄積されないため、ppGppが結合することによって活性化する未知のシグナル増幅タンパク質が存在し、その仲介によって遺伝子発現や代謝が制御されていると考えられる（図3）。　最近、デューク大学（米国）のグループが、Mesh1は細胞質のNADPH（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸 ）（用語6）脱リン酸化酵素であるということを報告した。しかし、今回の結果を踏まえると、Mesh1はNADPH量調節に加え、ppGpp量の調節にも関与する、二機能性を持つ酵素であることが示唆される。 図3 後生動物におけるppGppの機能モデル 細菌では、ストレスなどを受容するときに蓄積される大量のppGppがターゲットと直接結合して、遺伝子発現や代謝を変化させる。一方、後生動物では、蓄積されるppGpp量が少ないため、ppGppのシグナルを様々なターゲットに伝達する未知のタンパク質などによって、遺伝子発現や代謝が制御されていると考えられる。 今後の展開 　今回の研究により、半世紀の謎であった、後生動物細胞におけるppGppの存在が確認された。今回の発見は、後生動物におけるppGpp依存的なシグナル伝達経路という新たな研究領域を開拓したといえる。今後、後生動物細胞中でのppGppの合成経路や機能に関する研究の進展が期待される。 用語説明 セカンドメッセンジャー：細胞が受容したシグナルを中継し、細胞内の遺伝子発現や代謝を変化させる分子。 後生動物：アメーバなどの原生動物を除くすべての動物の総称。 遺伝子発現：遺伝情報からタンパク質が作り出される過程を指す。すなわち、遺伝子の実体DNAからRNAが合成され（転写）、RNAからタンパク質が作られる（翻訳）一連の過程を指す。 固相抽出：懸濁液を固体（固定相）中に流し、化合物を吸着させることで、目的化合物の分離・濃縮する手法。 高速液体クロマトグラフィー・質量分析法：液体中の成分を固定相と溶媒 （移動相）の相互作用の違いを利用することで分離し、さらに質量分析器を用いて特定の質量の化合物のみを検出および定量する手法。 NADPH（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）：細胞内における還元力の供給源や一部酵素の補酵素として重要な役割を果たす分子。 論文情報 掲載誌： Communications Biology論文タイトル： ppGpp functions as an alarmone in metazoa著者： Doshun Ito, Hinata Kawamura, Akira Oikawa, Yuta Ihara, Toshio Shibata, Nobuhiro Nakamura, Tsunaki Asano, Shun-Ichiro Kawabata, Takashi Suzuki, and Shinji MasudaDOI: 10.1038/s42003-020-01368-4 付記 　本研究は、科学研究費補助金および日本学術振興会特別研究員奨励費の支援を受けて実施した。 共同研究グループ 　本研究は、東京工業大学生命理工学院の鈴木崇之准教授、中村信大准教授、山形大学の及川彰教授、九州大学の川畑俊一郎教授/柴田俊生助教、東京都立大学の朝野維起助教らのグループと共同で実施した。 理学部生命科学科　朝野 維起助教 報道発表資料(1MB)元のページに戻る 最新のニュース 2024.05.29 お知らせ 【重要】2024年度前期　一般学生　授業料減免申請 追加申請受付について 2024.05.24 お知らせ 【研究発表】一度の激しい運動がその後の身体活動量と体温を下げ体重を増やしてしまう 2024.05.17 お知らせ 【研究発表】溶液と固体の状態で円偏光を発光するキラルな亜鉛錯体の開発に成功－溶液と個体とで円偏光の回転方向が反転　新たな発光デバイスへの応用に期待－ 2024.05.16 お知らせ 【研究発表】過去77年間の小笠原諸島の植生変化を解明 －過去の人為的攪乱の履歴が、生態系の復元可能性に影響－ 2024.05.13 お知らせ 【研究発表】電気を流し、室温強磁性を示す希土類酸化物を発見－スピントロニクス材料としての応用に期待－ Page top 大学について学部・大学院教育の特長研究・産学公連携国際展開・留学学生生活・キャリア入試案内キャンパス・施設案内ニュース・イベントHOT TOPICS教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生教職員 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 ©2024 Tokyo Metropolitan Public University Corporation Follow Us都立大X都立大Channel Open/Close大学についてOpen/Close大学の目的・使命学長メッセージ学長メッセージ ＜メディア＞TMU Vision 2030Open/Close大学概要沿革組織図センター・機構学生数教職員数学則・規則施設概要設置認可申請書等東京都立大学の評価活動について数字で見る東京都立大学動画で見る東京都立大学シンボルマーク大学の校歌Open/Close教育情報の公表大学の教育研究上の目的・３ポリシー教育の3つのポリシー（学部）教育の3つのポリシー（大学院）教育研究上の基本組織アセスメント・ポリシー大学院（専門職大学院を除く）の学位論文審査基準授業に関すること成績評価基準、卒業・修了認定基準等メディア掲載Open/Close学部・大学院人文社会学部法学部経済経営学部理学部都市環境学部システムデザイン学部健康福祉学部Open/Close大学院 研究科・専攻一覧人文科学研究科法学政治学研究科経営学研究科理学研究科都市環境科学研究科システムデザイン研究科人間健康科学研究科大学院分野横断プログラム再編前の学部・大学院Open/Close教育の特長Open/Close革新的なカリキュラム基礎科目群教養科目群基盤科目群キャリア教育・インターンシッププログラム文理の枠を超えた履修推奨科目副専攻グローバル教育教職課程・学芸員養成課程文理教養プログラム学びのスタイル副専攻教職課程・学芸員養成課程教育基盤強化事業Open/Close教育改革推進事業首都大学東京 教育改革推進事業 FD活動都立大の教学IR ~Institutional Research~ベスト・ティーチング・アワードOpen/Close研究・産学公連携Open/Close研究センター、リサーチコア宇宙理学研究センター生命情報研究センター水道システム研究センター子ども・若者貧困研究センターソーシャルビッグデータ研究センター金融工学研究センター水素エネルギー社会構築推進研究センター医工連携研究センター量子物質理工学研究センターエネルギーインテグリティーシステム研究センター島嶼火山・都市災害研究センターコミュニティ･セントリック･システム研究センター言語の脳遺伝学リサーチコアサービスロボットインキュベーションハブリサーチコア（略称：serBOTinQ)高度研究東京都立大学 若手研究者等選抜型研究支援特別栄誉教授等制度・特別招聘教授制度共同研究・受託研究・学術相談・特定研究寄附金知的財産大学等発ベンチャー支援産学公連携スペース TMU Innovation Hub研究力強化推進プロジェクトローカル5G環境を活用した最先端研究都立大の先端研究に迫る傾斜的研究費一覧Open/Closeコンプライアンス・内部統制研究費の不正使用防止に対する取組（相談窓口・通報窓口の案内はこちら）研究活動の不正行為等防止に対する取組（通報窓口の案内はこちら）研究倫理利益相反マネージメント安全保障輸出管理Open/Close国際展開・留学多彩な留学制度／留学プログラムグローバル人材育成についてGlobal Discussion Camp（GDC）国連アカデミック・インパクト外国人留学生支援Open/Close国際交流協定協定校一覧（全学）(250KB)協定校一覧（部局間）(346KB)国際化基本方針国際化推進体制理学部生命科学科　英語課程 英語で学位が取得できるプログラムPickup！都立大の国際化 「東京都立大学ならではの体験ができる交換留学制度――異文化を肌で感じた記憶はその後の人生を変える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事Open/Close学生生活・キャリアOpen/Close学修サポート学生の修学支援主体的学修支援セミナーTA（ティーチングアシスタント）等Open/Close学生サポート学生相談室保健室ダイバーシティ推進室ボランティアセンター保険の加入学生課Open/Close施設の利用図書館連絡バス美術館の無料入場等学生寮などOpen/Closeキャンパスライフ学生広報チームpresents動画クラブ＆サークルFIND YOURSELF AT TMU(2.2MB)都立大生の1日VLOG！理系・文系の学生比べてみたBy朝日新聞YouTubeチャンネル【土佐兄弟の大学ドコイク】Open/Closeキャリア・就職キャリア支援・各種サポートキャリア支援課大学院進学Pickup！キャリア支援 「1年次から履修可能な現場体験型のキャリア授業で、未来の自分を考える」By 朝日新聞Thinkキャンパス広告記事学費・減免制度・奨学金制度等Open/Close入試案内Open/Close学部入試アドミッション・ポリシー学部入試概要【2024年5月24日更新】外部英語検定試験の利用について（2025年度以降一般選抜）インターネット出願入学者選抜要項・学生募集要項入試Q&A一般選抜の入試結果【2024年5月27日更新】(133KB)多様な選抜の入試結果【2024年4月26日更新】(146KB)募集人員【2023年7月7日更新】(313KB)オープンキャンパス・説明会資料請求・お問い合わせ入学考査料・入学料・授業料Open/Close学部入試制度改正2024年度2025年度2026年度Open/Close大学院入試大学院のシステムアドミッションポリシー大学院入試概要大学院学生募集要項大学院進学後の進路状況入学考査料・入学料・授業料資料請求・お問い合わせ大学案内・大学院案内Open/Closeキャンパス・施設案内キャンパスマップCampus Gallery図書館光の塔牧野標本館交通アクセスエコキャンパス・グリーンキャンパス電力使用状況イベントカレンダー教員紹介 入学希望の方卒業生の方地域・一般の方企業・メディアの方在学生 お問い合わせ関連リンクサイトマップサイトポリシープライバシーポリシーソーシャルメディアポリシーWEBマガジンメトロノワ調達・契約情報 JP EN Follow Us都立大X都立大Channel