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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-

公開日:2020.11.13

 

研究成果 理学

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。

【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。

 

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Y日発行の「Communications Biology(コミュニケーションズ・バイオロジー」に掲載された。

論文情報

タイトル:
著者名:
Doshun Ito, Hinata Kawamura, Akira Oikawa, Yuta Ihara, Toshio Shibata, Nobuhiro Nakamura, Tsunaki Asano, Shun-Ichiro Kawabata, Takashi Suzuki, and Shinji Masuda
掲載誌:
Communications Biology
DOI:
10.1038/s42003-020-01368-4

研究に関するお問い合わせ先

理学研究院 川畑 俊一郎 教授

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