HSF1による新規転写調節機構を介したプロテオスタシス維持機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02625
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 中井 彰 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60252516)
• 研究分担者: 藤本 充章 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80359900)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 熱ショック / 転写 / 転写開始前複合体 / メディエーター / リン酸化

研究実績の概要

今年度は、HSF1-MED12複合体による転写開始前複合体（PIC）形成と転写の調節機構、そしてそれがプロテオスタシス容量に及ぼす効果を明らかにした。
① MED12のHSP70転写誘導における効果：メディエーターは、コアメディエーターとキナーゼモジュル（CKM）で構成され、CKMはCDK8、CCNC、MED12、MED13から成る。マウスMEF細胞においてそれら4つの遺伝子ノックダウン（KD）は全て熱ストレス誘導性HSP70 mRNA発現を抑制した。MED12に絞って解析したところ、MED12 KDは主要なHSP群のタンパク質毒性誘導性HSP70 mRNA発現を抑制した。
② MED12-CDK8のHSP70プロモーターへのリクルートの解析：HSF1はMED12と相互作用すること、特にMED12の一部領域（アミノ酸1401-1860）へ結合することを示した。次に、ChIPアッセイにより、HSF1、MED12、CDK8、そしてコアメディエーターサブユニットMED1が熱ストレス誘導性にHSP70プロモーターへ集積することが分かった。HSF1 KDによってMED12とCDK8が集積しないこと、そしてMED12 KDによってCDK8が集積しないことも明らかとなった。
③ MED12-CDK8が転写誘導する機構の解明：驚いたことにCDK8 KDは転写活性化能と関連するHSF1-S326リン酸化を低下させた。またCDK8パラログであるCDK19のKDでも同様であった。さらに、MED12 KDでも同じ結果であった。つまり、CDK8/19がHSF1-S326リン酸化を介して転写を誘導することが示唆された。
④ HSF1-MED12複合体のプロテオスタシスや与える効果：CDK8/19阻害剤で処理された細胞は、熱ストレス条件下での細胞生存が低下し、プロテオスタシス容量の回復が遅延することが示された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Nuciferine protects against folic acid-induced acute kidney injury by inhibiting ferroptosis (2021)
  • 著者名/発表者名: Li D, Liu B, Fan Y, Liu M, Han B, Meng Y, Xu X, Song Z, Liu X, Hao Q, Duan X, Nakai A, Chang Y, Cao P, and Tan K
  • 雑誌名: British Journal of Pharmacology 巻: 178 ページ: 1182-1199
  • DOI: 10.1111/bph.15364
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] HSF1 is required for induction of mitochondrial chaperones during the mitochondrial unfolded protein response (2020)
  • 著者名/発表者名: Katiyar A, Fujimoto M, Tan K, Kurashima A, Srivastava P, Okada M, Takii, Nakai A
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 10 ページ: 1135-1148
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12863
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] MED12による熱ショック応答の制御機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、Pratibha Srivastava、藤本充章、Arpit Katiyar、岡田真理子、中井 彰
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 熱ストレス応答の分子機構とプロテオスタシス制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰
  • 学会等名: 第73回日本酸化ストレス学会シンポジウム「ストレス応答による生体防御の分子機構」
  • 招待講演
• [学会発表] リン酸化によるHSF1転写複合体とプロテオスタシスの制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会ワークショップ「ストレス応答性シグナル伝達の新地平」
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1-S419リン酸化による熱ショック応答の調節 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章、瀧井良祐、Pratibha Srivastava、岡田真理子、中井 彰
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] MED12-CDK8 promotes the heat shock response in mammalian cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Pratibha Srivastava, Ryosuke Takii, Mariko Okada, Mitsuaki Fujimoto, Akira Nakai
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [備考] HSF1はミトコンドリア不良タンパク質応答におけるミトコンドリアシャペロンの誘導に必要である
  • URL: http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/HSF120200420.html