ミトコンドリア機能の低下を識別する核遺伝子の転写制御

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670127
• 研究機関: 日本医科大学
• 研究代表者: 麻生 定光 日本医科大学, 老人病研究所, 助教授 (70167914)
• 研究分担者: 石橋 佳朋 日本医科大学, 老人病研究所, 助手 (00312067) ; 太田 成男 日本医科大学, 老人病研究所, 教授 (00125832)
• キーワード: ミトコンドリア / CASTingアッセイ / 転写因子 / ルシフェラーゼアッセイ / BIAcore / DNA結合蛋白

研究概要

ミトコンドリア機能不全による核とミトコンドリアのクロストークの分子機構を解明するため、昨年度はHeLa由来のミトコンドリアDNA消失細胞株を用いたDifferential Displayによって新規遺伝子ILmtD(proteinX induced by loss of mtDNA:昨年度ではEbxとして報告した)を単離した。2年目の平成11年度ではILmtDについて以下のことを明らかにした。ホモロジー検索の結果、出芽酵母、分裂酵母、C.elegansに全長にわたって相同配列をもつORFが存在したので、ILmtDは種を越えて酵母からヒトまで保存されていた。ヒトにおけるILmtDの発現はほとんどの組織において強く認められた。ILmtDに対する抗体を調製し、細胞内局在を調べた。細胞質と核に主として存在するが、ミトコンドリアにも一部存在していた。DNA結合蛋白の可能性を検討するために、CASTing assayを行った。ILmtDが結合する塩基配列はGに富んでおり、結合力をBIAcoreを用いて調べたところ、10のマイナス9乗オーダーのKd(解離定数)であった。ILmtDはDNA結合蛋白であることが示唆された。このILmtD結合塩基配列をルシフェラーゼ遺伝子/プロモーターの上流に挿入すると、ルシフェラーゼ活性が約2倍に上昇した。ILmtDは塩基配列特異的に結合する転写因子であることが示唆された。ミトコンドリア機能とILmtD発現誘導について検討した。エチジウムプロミドによってその発現が誘導されるが呼吸阻害剤アンチマイシンAでは発現に変化は無かった。ミトコンドリアDNAの減少、消失によってILmtDの発現が誘導されると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Sayaka Ito: "Functional integrity of mitochondrial genomes in human platelets and autopsied brain tissues from elderly patients with Alzheimer's disease."Proc. Natl. Acad. Sci. USA.. 96. 2099-2103 (1999)
• [文献書誌] Sadamitsu Asoh: "Practicable recovery of plasmids carring cDNA encoding anti-apoptotic factors that had been introduced by particle bombardment into 5-week old rat hippocampal slices."Neuroscience Letters. 272. 62-66 (1999)
• [文献書誌] Takehiro Yasukawa: "Defect in modification at the anticodon wobble nucleotide of mitochondrial tRNA(Lys) with the MERRF encephalomyopathy pathogenic mutation."FEBS Lett.. 467. 175-178 (2000)
• [文献書誌] Rika Nanbu-Wakao: "Bacterial cell death induced by human pro-apoptotic Bax is blocked by an RNaseE mutant that functions in an anti-oxidant pathway."Genes to Cells. in press. (2000)
• [文献書誌] Kouzin Kamino: "A family with late-onset Alzheimer's disease carrying Va191Met mutation of apolipo-protein A-II gene suggests altered plasma lipid metabolism in Alzheimer's disease."Alzheimer's disease & related disorders,(edited by K. Iqbal,D.F.Swaab,B.Winblad and H.M.Wisniewski.)John Wiley & Sons Ltd.. 501-506 (1999)
• [文献書誌] Takehiro Yasukawa: "Modification defect at anticodon wobble nucleotide of mitochondrial tRNAs(Leu)(UUR) with pathogenic mutations of mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like Episodes."J. Biol. Chem.. 275. 4251-4257 (2000)