アポトーシスを司るエンドヌクレアーゼ、DNase_γの活性制御機構

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アポトーシスは、細胞が自身のDNAをその死に先立ち積極的に切断することに特徴付けられる。本研究においては、このDNAの断片化を触媒するDNase_γの活性化機構を明らかすることを目的とした。DNase_γはプリカーサーペプチドを持つ不活性型前駆体として合成され、成熟型のDNase_γに変換されることが明らかとなっている。そこで細胞レベルにおけるDNase_γの活性制御機構を解析するため、まず前駆体型と成熟型DNase_γのHeLaS3細胞への導入を行った。成熟型DNase_γを導入した細胞はすべてDNAがラダー状に分解され死滅し、完全長DNase_γを導入した細胞には変化はみられなかった。そこで前駆体型として導入されたDNase_γのアポトーシスに伴う活性化を調べるため、完全長DNase_γの安定発現株を作製し解析を行った。HeLaS3細胞はアポトーシス誘発によりDNAラダーの出現は観察されないが、HeLaS3/DNase_γ細胞においては細胞死に伴うDNA断片化が観察された。また、細胞内DNase_γ活性を調べたところ、DNase_γは生細胞においてすでに活性型として存在するが、アポトーシスの進行に伴い核画分におけるDNase_γ活性の上昇が観察された。DNase_γ-GFP融合タンパクを用いてDNase_γの局在変化をさらに解析したところ、DNase_γは生細胞において核膜内に存在しており、アポトーシスの誘発に伴い細胞質に放出され、C末端核移行シグナル依存的に核内へと移行することが明らかとなった。以上の結果より、DNase_γはアポトーシスの誘発に伴い活性化されDNA断片化を触媒すること、DNase_γはアポトーシス誘発以前に活性型として核膜内に存在するが、この正しい局在にプリカーサーペプチドが重要であること、DNase_γの活性化の本体は、核膜から核内への局在変化であることが明らかとなった。