細胞内プロテアーゼの新しい物質認識機構に関与するポリリン酸の細胞機能解明

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昨年度、LonのDNAおよびポリリン酸結合性についてin vitroで詳細に解析を行った。その結果から、通常Lonは細胞内でDNAの集合体である核様体に存在しており、アミノ酸飢餓で蓄積したポリリン酸によりLonは核様体から遊離し、複合体として新たな活性を持つようになるというモデルが考えられた。そこで本年度は、このモデルが細胞内で正しいことを確かめるために、LonのGFP(緑色蛍光タンパク質)融合タンパク質を用いて細胞内局在の解析を行った。ポリリン酸を蓄積しない栄養条件ではLon-GFPは染色体DNAの集合体である核様体に局在した。一方、アミノ酸飢餓ではLon-GFPは核様体から遊離し、ポリリン酸-Lon-GFP複合体の粒子として確認できた。この結果から、Lonの局在がポリリン酸により変化するというモデルが細胞内において正しいことが示された。ポリリン酸と結合するタンパク質はin vitroにおいて数多く見つかっており、その中にはDNA結合タンパク質が含まれている。そこで、Lonと同様な局在の変化を示すDNA結合タンパク質を探索した。その結果、核様体を構成する主要なタンパク質の一つであり、グローバルな転写に関わるFisを発見した。また、in vitroにおいてFigはLonによりポリリン酸依存的に分解されることを見いだした。さらに、DNAが存在してもポリリン酸依存的に分解されることを示した。これらの結果は、Lonとポリリン酸による新規の転写調節機構の存在を示唆している。今後、細胞内におけるFisの分解や転写への影響についてさらに詳細な解析が必要であると考えられる。