ミトコンドリア鉄代謝機構とその制御の包括的解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680712
• 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)
• キーワード: ミトコンドリア / 鉄 イオウクラスター / 鉄代謝 / チオレドキシン / アポトーシス / DT40

研究概要

ミトコンドリアは細胞内での鉄の存在様式の多くを占めるヘム,さらに鉄-イオウクラスターの合成の場であること、言い換えれば、ほとんどの鉄はミトコンドリア内で機能的な鉄として機能するように形作られることから、細胞内鉄代謝においてミトコンドリアが重要な機能を果たしていることがわかる.出芽酵母において細胞内鉄代謝の中心的な制御因子である転写因子Aft1の活性もミトコンドリアでの鉄代謝異常により影響を受ける。この観察をもとにAft1の活性制御機構の解析を行い、そのミトコンドリア鉄代謝との関連を検討した。また、これらミトコンドリアでの鉄代謝に影響を与えることが予想される遺伝子のトリでのホモログをクローニングし、細胞レベルでノックアウトが可能なトリB細胞株、DT40においてこれらの欠損株を樹立し、これらの遺伝子がミトコンドリアでの鉄代謝に与える影響を観察しようとした。特に鉄-イオウクラスター形成に必要とされる可能性が考えられる遺伝子群に注目し,すくなくともそのうちのNifS遺伝子を欠損させることにより細胞が致死になることが示唆された。さらに、これとは別にミトコンドリアに局在するチオレドキシン(TRX-2)のノックアウト細胞の樹立も行い、TRX-2は細胞の増殖に必須であり、欠損株はアポトーシスによる細胞死を起こすことが判明した。このアポトーシスの原因の一部はミトコンドリアで発生する活性酸素種の蓄積に起因すると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Tanaka, T., Hosoi, F., Yamaguchi-Iwal, Y., et al.: "Thioredoxin-2 (TRX-2) is an essential gene regulating mitochondria-dependent apoptosis"EMBO J.. 21. 1695-1703 (2002)
• [文献書誌] Yamaguchi-Iwai, Y., et al.: "Subcellular localization of Aft1 transcription factor responds to iron status in Saccharomyces cerevisiae"J. Biol. Chem.. 277. 18914-18918 (2002)
• [文献書誌] Kambe, T., Narita, H., Yamaguchi-Iwai, Y., et al.: "Cloning and characterization of a novel mammalian zinc transporter, ZnT-5, abundantly expressed in pancreatic beta cells"J. Biol. Chem.. 277. 19049-19055 (2002)
• [文献書誌] Furukawa, T., Adachi, Y., Fujisawa, J., Kambe, T., Yamaguchi-Iwai, Y., et al.: "Involvement of PLAGL2 in Activation of Iron Deficient-and Hypoxia-induced Gene Expression in Mouse Cell Lines"Oncogene. 20. 4718-4727 (2001)