線虫AAAタンパクの分子細胞生物学的・発生病態学的研究

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線虫のAAAタンパク質Y47G6A.10,Y38F2AR.para、M03C11.5は,大腸菌のFtsHホモログであり、遺伝性痙性対麻痺の原因因子parapleginと高い相同性を示す。昨年度はこれらのAAAタンパク質の部位特異的発現、Y47G6A.10のRNAiノックダウン個体の複合型表現型(胚性致死や成長停滞など)を明らかにした。今年度は、RNAiノックダウン個体についてより詳細な解析を行った。Y47G6A.10については、初期発生での異常はなかったが、2割の卵がふ化せず致死となり、またふ化したほとんどの幼虫が第一幼齢期で成長が停滞し、その後徐々に野生型と比べて運動機能が低下することがわかった。これらの個体について組織酵素学的にコハク酸脱水素酵素について調べたところ、顕著に蓄積した細胞が認められた。Y47G6A.10は、ヒトparapleginと同様にミトコンドリアに局在する。一方、Y38F2AR.paraとM03C11.5は初期発生段階およびふ化後の成長段階への影響は認められなかった。これらの結果から、Y47G6A.10の機能が低下した線虫は、遺伝性痙性対麻痺のモデル動物として有用であると考えられる。線虫のFtsH/parapleginホモログの機能解析と並行して、これらの分子機構についての手掛りを得るため、大腸菌のFtsHの分子機構の解析を行っており、unfoldした基質のtranslocationには、6量体リングの入口に位置する228番目のアミノ酸残基が重要であることを示唆する結果を得ていた。今回、228番目の残基の変異体の詳細な生化学的解析により、この残基は単に基質のtranslocationだけでなく、ATP加水分解、基質によるATP加水分解促進効果にも影響を及ぼすことから、ATP加水分解と基質translocationの共役に働くことを明らかにした。