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

2003 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, 大学院・生命科学研究科, 助手 (90303875)
• キーワード: 鉄 / 細胞内局在 / 核内移行担体 / 核外移行担体 / 相互作用 / 転写制御 / ヘム

研究概要

出芽酵母において、鉄取り込み機構に関わる遺伝子群の発現を鉄の必要量に応じて制御する転写因子Aft1の細胞内鉄濃度のセンシング機構の解明を目指し、細胞内鉄濃度の変化がAft1の転写活性化能調節のどの段階に影響を及ぼしているか、またそのセンシングが行なわれている細胞内部位の同定、Aft1への鉄結合の有無、その存在様式の解析を含めたAft1蛋白質への鉄が及ぼす構造変化の同定を試みた。その結果、Aft1蛋白質の転写活性化能の鉄による調節は、転写活性化部位の修飾などによる活性化能の変化やAft1蛋白質の存在量の変化によるものではなく、Aft1蛋白質の細胞内局在の変化がAft1の転写活性制御に重要であることを明らかにしてきた。さらにAft1の核内移行担体がPse1、核外移行担体がMsn5であることを明らかにし、これらとAft1との相互作用を検討したところ、Aft1とPse1との相互作用は鉄に影響されず、Msn5とAft1間の相互作用は鉄により制御されているという予見が得られた。これと一致して、培地への鉄の添加によってAft1の核外移行が促進されることが観察された。したがって、鉄濃度の変化によって惹起されたAft1の構造変化が核外輸送担体とAft1との相互作用の強さに影響を与えていることが考えられるため、現在どのような構造変化が関与しているかを検討している。またこの制御とは別に、Aft1蛋白質の制御下にある遺伝子群の転写活性化へのヘムや鉄・硫黄クラスターの影響を検討した結果、Aft1蛋白質による転写調節に必要とされる転写メディエーターの機能制御にヘムが必要とされることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Kambe, T., Yamaguchi-Iwai, Y, Sasaki R., Nagao, M.: "Overview of mammalian zinc transporter."Cell.Mol.Life Sci.. 61. 49-68 (2004)
• [文献書誌] Ueta, R, Fukunaka, A, Yamaguchi-Iwai, Y.: "Pse1p mediates the nuclear import of the iron-responsive transcription factor Aft1p in Saccharomyces cerevisiae."J.Biol.Chem.. 278. 50120-50127 (2003)
• [文献書誌] Crisp, R.J., Pollington, A, Galea, C, Jaron, S, Yamaguchi-Iwai Y, Kaplan, J.: "Inhibition of heme biosynthesis prevents transcription of iron uptake genes in yeast."J.Biol.Chem.. 278. 45499-45506 (2003)