代謝ストレス適応におけるMTORシグナル伝達

ラパマイシン（MTOR）の機械的標的は、環境と栄養シグナルを統合して細胞の成長と生存を制御する細胞恒常性の中心的な調節因子です。過去20年にわたって、MTORの広範な研究は、幅広い代謝機能の調節において、このタンパク質複合体の重要性と、さまざまなヒト疾患の進行におけるその役割を巻き込んでいます。最近、MTORは、環境ストレスに応じて生存戦略として動物の侵入を生存戦略として調節する際に重要なシグナル伝達分子として浮上しています。ここでは、MTORが冬眠、eStivation、低酸素/無酸性耐性、ダウアーの休眠などの自然な低代謝状態に貢献する際に果たす役割に関する現在の知識をレビューします。多様な動物種の研究では、MTORが環境ストレッサー依存的にユニークな調節パターンを示すことが明らかになりました。MTORシグナル伝達経路内の主要なシグナル伝達タンパク質が、ストレスのさまざまな動物モデルでどのように調節されているかを説明し、これらの各規制が低代謝状態での動物の生存を促進することにどのように貢献しているかを説明します。

The mechanistic target of rapamycin (mTOR) is a central regulator of cellular homeostasis that integrates environmental and nutrient signals to control cell growth and survival. Over the past two decades, extensive studies of mTOR have implicated the importance of this protein complex in regulating a broad range of metabolic functions, as well as its role in the progression of various human diseases. Recently, mTOR has emerged as a key signaling molecule in regulating animal entry into a hypometabolic state as a survival strategy in response to environmental stress. Here, we review current knowledge of the role that mTOR plays in contributing to natural hypometabolic states such as hibernation, estivation, hypoxia/anoxia tolerance, and dauer diapause. Studies across a diverse range of animal species reveal that mTOR exhibits unique regulatory patterns in an environmental stressor-dependent manner. We discuss how key signaling proteins within the mTOR signaling pathways are regulated in different animal models of stress, and describe how each of these regulations uniquely contribute to promoting animal survival in a hypometabolic state.