金属代謝機構のゲノムワイド解析

• 研究課題/領域番号: 16651097
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩井 裕子 京都大学, 生命科学研究科, 助教授 (10281726)
• 研究分担者: 神戸 大朋 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (90303875)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 金属 / 鉄 / 亜鉛 / ゲノム / 出芽酵母 / DT40 / アルカリフォスファターゼ / マイクロアレイ

研究概要

必須元素としての役割を持つ金属は、生体における様々な代謝反応の補因子や蛋白質の構造維持、さらにはシグナル伝達物質としての役割など、生命活動の維持に重要な役割を有する。しかしながら、その生体や細胞内での運搬、吸収、貯蔵、利用の分子メカニズムは一部を除いてほとんど解明されていない。そこで,本研究では金属代謝機構に関連する遺伝子を包括的に同定し,これらの遺伝子機能の解明を目指して研究を遂行し,以下の結果を得た。
出芽酵母の欠損株プールを利用して、前年度の培養条件の検討をもとに鉄欠乏に対する感受性が増大する欠損株の取得を行った。ヒストン脱アセチル化酵素と相互作用するCti6が鉄欠乏に感受性を示すことが報告されているがこれ以外に新たな遺伝子の取得には至らなかった。引き続き亜鉛に関して、その欠損が亜鉛欠乏に対して強い感受性を示す株の取得を行っている。
また、すでに金属代謝への関連が考えられる遺伝子に関して、そのホモログ遺伝子のトリDT40細胞での遺伝子破壊による表現型解析を行った。特にゴルジ体付近の分泌経路に局在するトランスポーターZnT-5,ZnT-6およびZnT-7に注目して、これらの単独欠損株、多重欠損株を作成した。これらは亜鉛トランスポーターであると考えられたため、亜鉛要求性酵素であるアルカリフォスファターゼの活性を測定したところ、これらの遺伝子欠損によりアルカリフォスファターゼ活性が顕著に低下することが観察された。この結果より、ZnT-5,ZnT-6およびZnT-7は分泌経路においてアルカリフォスファターゼに亜鉛を配位させる過程で必要とされることが明らかとなった。さらに、タグを付したZnT-5とZnT-6、ZnT-7を欠損株で発現させ、免疫共沈することによりZnT-5とZnT-6がヘテロ複合体を、ZnT-7がホモ複合体を形成することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Control of mitochondrial outer membrane permeabilization and Bcl-xL levels by thioredoxin 2 in DT40 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wang, D., Masutani, H., Oka, S.I., Tanaka, T., Yamaguchi-Iwai, Y., Nakamura, H., Yodoi, J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281(in press)
• [雑誌論文] Two different zinc transport complexes of cation diffusion facilitator proteins localized in the secretory pathway operate to activate alkaline phosphatase in vertebrate cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T, Ishihara, K., Migaki, H., Ishihara, K., Nagao, M., Yamaguchi-Iwai, Y., Kambe, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 30956-30962
• [雑誌論文] Systematic yeast synthetic lethal and synthetic dosage lethal screens identify genes required for chromosome segregation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Measday, V., Baetz, K., Guzzo, J., Yuen, K., Kwok, T., Sheikh, B., Ding, H., Ueta, R., Hoac, T., Cheng, B., Pot, I., Tong, A., Yamaguchi-Iwai, Y., Boone, C., Hieter, P., Andrews, B.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. 102 ページ: 13956-13961
• [雑誌論文] Zinc transporters, ZnT5 and ZnT7, are required for the activation of alkaline phosphatases, zinc-requiring enzymes that are glycosylphosphatidylinositol-anchored to the cytoplasmic membrane. (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T, Ishihara, K., Migaki, H., Matsuura, W., Kohda, A., Okumura, K., Nagao, M., Yamaguchi-Iwai, Y., Kambe, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 637-643
• [雑誌論文] Overview of mammalian zinc transporter. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kambe, T., Yamaguchi-Iwai, Y., Sasaki, R., Nagao, M.
  • 雑誌名: Cell.Mol.Life Sci. 61 ページ: 49-68
• [雑誌論文] 分子遺伝学アプローチによる鉄代謝機構研究の進展 (2004)
  • 著者名/発表者名: 岩井 裕子
  • 雑誌名: 生化学 76 ページ: 441-444
  • NAID: 10013052821
• [雑誌論文] Sequence similarity and functional relationship among eukaryotic ZIP and CDF transporters
  • 著者名/発表者名: Kambe, K., Suzuki, T., Nagao, M., Yamaguchi-Iwai, Y.
  • 雑誌名: Genomics Proteomics and Bioinformatics (in press)