細胞内鉄濃度を制御する転写因子の鉄センシング機構と転写活性化機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11116217
• 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, 助手 (10281726)
• 研究分担者: 岩井 一宏 京都大学, 生命科学研究科, 助教授 (60252459)
• キーワード: 出芽酵母 / 細胞内鉄濃度 / 転写因子 / 代謝 / 鉄取り込み / バンド・シフト法 / 鉄センシング機構 / 核移行

研究概要

出芽酵母において細胞内鉄濃度を感知すると考えられる転写因子AFT1は鉄の細胞内への取り込み、利用、貯蔵の制御に関与するマスター遺伝子であり、高親和性の鉄の取り込みに必要な遺伝子群のすべての発現がAFT1により制御されている。AFT1は細胞内鉄濃度が低いときにのみその標的遺伝子上流の結合配列に結合することにより、それら遺伝子群の転写制御を行っている。このAFT1による制御の破綻は細胞に過剰の鉄の取り込みを起こしその結果として細胞はG1期で増殖を停止する。AFT1の鉄センシング機構の解明を目指して、その制御モードの解析を行った。培養液の鉄濃度を変化させてC末端にFlag tagを導入し、野生型と同じ表現型を示すAFT1を発現している株を培養し、Northern,Westemを行い、AFT1のmRNAレベルも蛋白量も鉄の存在量に関わらず一定であることを観察した。このことにより、AFT1蛋白の合成、分解が鉄による制御に関わらないことが判明した。核移行など他の制御モードに関しては現在解析中である。また、AFT1の機能ドメインの解析はその制御機構の解明に有用な知見を与えると考えられるため、AFT1の部分欠失変異を作製し、DNA結合ドメインをバンド・シフト法により同定した。その結果、AFT1の中央からN末端側の塩基性アミノ酸が多く存在する領域がAFT1のDNA結合に必要であることが判明した。転写活性化領域、鉄センシングに関わる可能性のある領域など他のドメインについても解析中である。さらに、ババキュロウイルスを用いたAFT1蛋白の大量発現を行い、その精製、鉄との結合能を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Snoda, E., Yamaguchi-Iwai, Y.: "Photocatalytic Oxidation of Alkane at a Steady Rate over Alkali-Ion-Modified Vanadium Oxide Supported on Silica"Mol. Cell. Biol.. 19. 5166-5169 (1999)
• [文献書誌] Sonoda, E., Yamaguchi-Iwai, Y.: "Weichselbaum, R. R., and Takeda S. The essential function of human Rad51 are independent of ATP hydrolysis"Mol. Cell. Biol.. 19. 6891-6897 (1999)
• [文献書誌] Yamaguchi-Iwai, Y.: "Mrell is essential for the maintenance of chromosomal DNA in vertebrate cells"EMBOJ.. 18. 6619-6629 (1999)
• [文献書誌] Nakamura, E., Iwai, K.: "4F2 (CD98) heavy Chain is associated covalently with an amino acid transporter and controls intracellular trafficking and membrane topology of 4F2 heterodimer"J. Biol. Chem.. 274. 3009-3016 (1999)
• [文献書誌] Genen, H., Iwai, K.: "Identification of the Ubiquitin Carrier Proteins, E2s, Involved in Signal-Induced Conjugation and Subsequent Degradation of IkBa"J. Biol. Chem.. 274. 14823-14830 (1999)
• [文献書誌] Iwai, K.: "Identification of the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein as part of an active E3 ubiquitin ligase complex"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96. 12436-12441 (1999)
• [文献書誌] Yamanaka, K., Iwai, K.: "Stabilization of iron regulatory protein 2, IRP2, by aluminum"FEBS Lett.. 96. 12436-12441 (1999)
• [文献書誌] Levkowitz, G., Iwai, K.: "Ubiquitin ligase activity and tyrosine phosphorylation underlie suppression of growth factor signaling by c-Cbl/Sli-1"Molecular Cell. 4. 1029-1040 (1999)