熱ショック応答システムの細胞防御機構と生理的役割の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480231
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 中井 彰 山口大学, 大学院・医学研究科, 教授 (60252516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 幸江 山口大学, 医学部, 講師 (60159978)
• Keywords: 熱ショック応答 / 熱ショック転写因子 / 熱ショック蛋白質 / 細胞周期 / ストレス

Research Abstract

熱ショック応答は、生体のストレス応答システムのうち最も普遍的な生体防御機構と考えられている。実際、`あらかじめ熱ショック蛋白質を誘導しておくとその後に致死的なストレスにさらされても細胞は耐性を示す。この制御を司るのが熱ショック転写因子HSFである。このHSFシステムは、ストレスを受けた細胞でのみ機能を発揮するのか、あるいは正常に生育している細胞さらに個体においても何らかの役わりを担っているかは非常に大きな問題である。この点を明らかにし、HSFシステムの生理的役割を解明するのが目的である。今回、ニワトリBリンパ球系細胞株DT40細胞を用いて細胞レペルの解析を行った。ニワトリには、熱ショックで活性化を受ける2つの転写因子HSF1とHSF3が存在する。これまでに、HSF3が熱ショック応答の誘導には優位に働き、HSF1の寄与は少ないことを明らかにしていた。2つの因子を欠失した細胞は、熱ショック応答が全くなくなることは予想どうりであった。驚いたことは、Hsp90a特異的にその発現が30%にまで低下したことである。高等動物細胞では、HSFの活性はストレス誘導性であると考えられていた。今回、正常に増殖している細胞でHSFがターゲヅト遺伝子の発現制御を行っていることをはじめて示すことができた。Hsp90の構成的発現の減少は予想どうり温熱感受性を極端に高めた。Hsp90の減少で、高温でのCdc2蛋白質が不安定化されて細胞周期のG2期停止が起こることが主要な分子機構であることも明らかにした。以上の研究により、温熱ストレスによる細胞の防御機構の分子機構の新しい一面を切り開いたといえる。

Research Products

• [Publications] Nakai: "Cell cycle transition under stress conditions controlled by vertebrate heat shock factors"EMBO J.. 20・11. 2885-2895 (2001)
• [Publications] Minra et al.: "Clon.na and characterization of denylate kinase from chlamydia pneumoniae"J.Bid.Chem.. 276・16. 13490-13498 (2001)
• [Publications] 中井 彰 他: "遺伝子の構造と機能"共立出版. 178 (2001)