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

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12147204
• 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)
• キーワード: 出芽酵母 / 転写因子 / AFT1 / 鉄代謝 / 核外輸送シグナル / CRM1 / 核移行シグナル / Importin

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。AFT1のmRNA量と蛋白量は鉄の存在量に関わらず一定であり、AFT1の鉄による活性制御にAFT1タンパク質の合成、分解が関与していないことが判明した。そこで我々はAFT1の細胞内局在に注目し、鉄濃度の変化によるAFT1の局在を間接蛍光抗体法により観察した。その結果、鉄濃度に関わらず恒常的に転写を活性化する変異をもつ変異体AFT1-1upが核に局在するのに対し、野生型AFT1は鉄欠乏下でのみ核に局在し、鉄過剰下では核外に輸送されることが判明した。AFT1配列の中にロイシン・リッチ核外移行シグナルと思われる配列が存在し、そのロイシンをアラニンに変化させることにより鉄が過剰に存在しても核に局在したままになりAFT1の標的遺伝子の転写が活性化されたままになるという結果を得た。ロイシン・リッチ核外移行シグナルを認識し核外移行を行う輸送担体はCRM1であると考えられるので、鉄の存在量によるAFT1とCRM1との相互作用の変化を現在検討中である。また、核移行シグナルの同定も行い、AFT1のアミノ酸配列内の塩基性に富む領域の一部が核移行シグナルとして働くことを見いだした。この核移行シグナルは最も一般的な核移行の輸送担体複合体importinα/β(Srp1/Rsl1)によってではなく、ribosomal RNAの核移行の輸送担体として同定されたPse1によって認識されることが種々のimportinファミリーの変異株を用いることにより判明した。鉄濃度変化によるでAFT1とPse1との相互作用の変化もAFT1の鉄による活性制御に関与している可能性が感がえられるため、この点についても現在検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Furukawa, T., Adachi, Y., Fujisawa, J., Kambe, T., Yamaguchi-Iwai, Y., Sasaki, R., Kuwahara, J., Ikehara, S., Tokunaga, R., Taketani, S.: "Involvement of PLAGL2 in Activation of Iron Deficient-and Hypoxia-Induced Gene Expression in Mouse Cell Lines"Oncogene. 20. 4718-4727 (2001)
• [文献書誌] Tanaka, T., Hosoi.F., Yamaguchi-Iwai, Y., Nakamura, H., Masutani.H., Ueda.S., Nishiyama, A., Takeda, S., Wada, H., Spyrou, G., Yodoi, J.: "Thioredoxin-2 (TRX-2) is an essential gene regulating mitochondria-dependent apoptosis"EMBO J.. (in press).