鉄・銅代謝異常関連遺伝子の単離およびその疾患との関わり

铁/铜代谢紊乱相关基因的分离及其与疾病的关系

基本信息

批准号：
09770096
负责人：
岩井裕子
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄の必要性とその細胞傷害性とのバランスを保つために細胞内鉄濃度を一定に保つ機構を細胞は保有している。出芽酵母ではAFT1転写因子がその調節のマスター遺伝子として働き、細胞内鉄濃度によりその活性が制御されている。このAFT1転写因子のgain-of function mutant AFT1-1^<up>ではこのバランス保持に異常をきたし、細胞内鉄濃度が上昇する。細胞はこの状態でさらに増殖すると好頻度に発生するフリーラジカルの影響でDNAに傷害が起きる可能性が高くなるため、その防御反応として増殖が停止する。この応答はgain-of function mutant AFT1-1^<up>で観察されるだけではなく、wild typeでも観察されるため、外界からのストレスに対する新たな防御反応であると考えられる。この増殖停止はG1/S期(start)の停止であり、高親和性鉄取り込み機構に依存し、RAD9によるDNA damage check pointには依存しなかった。Gl期特異的cyclinのCln3のC末欠失変異をもつcln3-2を過剰発現させるとバイパスすることができ、G1期特異的cyclin G1期特異的cyclin Cln1,Cln2の発現蛋白量が過剰の鉄存在により著しく低下するのが観察され、このG1/S期の停止はこのGl期特異的cyclinの発現蛋白量への鉄濃度の影響が原因と考えられた。このG1期特異的cyclinの発現蛋白量への影響は転写調節、蛋白質の安定性(分解促進)によるものではなく、翻訳レベルの調節である可能性が高く、出芽酵母においても転写レベルの調節だけでなく、iron-responsive proteins(IRPs)のような鉄濃度による翻訳調節の存在が示唆された。

细胞拥有维持细胞内铁浓度恒定的机制，以维持对铁的需求与其细胞毒性之间的平衡。在酿酒酵母中，AFT1转录因子作为其调节的主基因，其活性受细胞内铁浓度控制。在该AFT1转录因子的功能获得突变体AFT1-1^<up>中，这种平衡的维持异常，并且细胞内铁浓度增加。如果细胞在这种状态下进一步增殖，DNA很可能会受到经常发生的自由基的影响而受损，因此作为保护性反应，增殖将停止。这种反应不仅在功能获得突变体 AFT1-1^<up> 中观察到，而且在野生型中也观察到，因此它被认为是针对外界压力的一种新的防御反应。这种生长停滞发生在 G1/S 期（开始），并且依赖于高亲和力铁摄取机制，但不依赖于 RAD9 介导的 DNA 损伤检查点。通过过表达具有 G1 期特异性细胞周期蛋白 Cln3 的 C 端缺失突变的 cln3-2，可以观察到细胞周期蛋白存在的显着减少，并且认为 G1/S 期的这种停滞。这是由铁浓度对该G1期特异性细胞周期蛋白的表达蛋白量的影响引起的。这种对G1期特异性细胞周期蛋白表达蛋白水平的影响不是由于转录调节或蛋白稳定性（促进降解）引起的，而很可能是由于翻译水平调节引起的，并且在酿酒酵母中，只有转录水平调节是可能的相反，有人提出了铁浓度的翻译调节，例如铁反应蛋白（IRP）。