メチル水銀毒性におけるユビキチンシステムの役割

昨年度は、細胞内でのメチル水銀毒性増強因子(X-蛋白質)の候補であるTef2(translation elongation factor 1 alpha)およびSsb1(heat shock protein 70 familyの一つ)がユビキチン・プロテアソームシステム(UPS)によってユビキチン化反応が促進された後、その分解が亢進されることでメチル水銀毒性発現が軽減される可能性を示した。しかし、両蛋白質を高発現させた酵母のメチル水銀感受性は対照酵母と同じ程度であったことから、本年度は種々の変異型Tef2を作成して酵母のメチル水銀毒性発現に与える影響を検討した。Tef2の構造中にはtranslation elongation factorに広く保存されているGTP-binding motifが存在し、このmotifに変異を導入した変異型Tef2-HA(N153T、D156NおよびN153T/D156N)は基本翻訳因子としての活性が低下することが知られている。そこで、これらの変異型Tef2-HAが酵母のメチル水銀感受性に与える影響を検討したところ、いずれの変異型Tef2-HAを高発現させた酵母も対照酵母と同じ感受性を示した。また、これらの変異型Tef2-HAは野性型Tef2-HAと同様にユビキチン化を受けることが確認された。以上の結果から、これらの変異型Tef2はメチル水銀の毒性発現には関与しない可能性が考えられる。また、本年度は新たなX-蛋白質の同定を試みた。X-蛋白質をコードする遺伝子を欠損させた変異酵母はメチル水銀に対して耐性を示すと考えられる。そこで、生存に必須な遺伝子を除いた約5000の遺伝子を一つずつ欠損させた変異酵母のライブラリ(約5000株)を用いて、欠損によってメチル水銀耐性を酵母に与える遺伝子を検索した。その結果、約60の遺伝子がそれぞれ欠損によって酵母にメチル水銀耐性を与えた。まず、これらの遺伝子がコードする蛋白質の一部(10種)をそれぞれ高発現させた酵母を作製してメチル水銀に対する感受性を検討したところ、Hom3またはWhi2を高発現させた酵母が対照酵母に比べて高感受性を示した。また、両蛋白質が細胞内でユビキチン化を受けることが始めて確認された。以上のことから、両蛋白質はメチル水銀毒性増強に関わる蛋白質であり、UPSは両蛋白質の分解を促進することによってメチル水銀毒性を軽減しているものと考えられる。

昨年度は、細胞内でのメチル水銀毒性増強因子(X-蛋白質)の候補であるTef2(translation elongation factor 1 alpha)およびSsb1(heat shock protein 70 familyの一つ)がユビキチン・プロテアソームシステム(UPS)によってユビキチン化反応が促進された後、その分解が亢進されることでメチル水銀毒性発現が軽減される可能性を示した。しかし、両蛋白質を高発現させた酵母のメチル水銀感受性は対照酵母と同じ程度であったことから、本年度は種々の変異型Tef2を作成して酵母のメチル水銀毒性発現に与える影響を検討した。Tef2の構造中にはtranslation elongation factorに広く保存されているGTP-binding motifが存在し、このmotifに変異を導入した変異型Tef2-HA(N153T、D156NおよびN153T/D156N)は基本翻訳因子としての活性が低下することが知られている。そこで、これらの変異型Tef2-HAが酵母のメチル水銀感受性に与える影響を検討したところ、いずれの変異型Tef2-HAを高発現させた酵母も対照酵母と同じ感受性を示した。また、これらの変異型Tef2-HAは野性型Tef2-HAと同様にユビキチン化を受けることが確認された。以上の結果から、これらの変異型Tef2はメチル水銀の毒性発現には関与しない可能性が考えられる。また、本年度は新たなX-蛋白質の同定を試みた。X-蛋白質をコードする遺伝子を欠損させた変異酵母はメチル水銀に対して耐性を示すと考えられる。そこで、生存に必須な遺伝子を除いた約5000の遺伝子を一つずつ欠損させた変異酵母のライブラリ(約5000株)を用いて、欠損によってメチル水銀耐性を酵母に与える遺伝子を検索した。その結果、約60の遺伝子がそれぞれ欠損によって酵母にメチル水銀耐性を与えた。まず、これらの遺伝子がコードする蛋白質の一部(10種)をそれぞれ高発現させた酵母を作製してメチル水銀に対する感受性を検討したところ、Hom3またはWhi2を高発現させた酵母が対照酵母に比べて高感受性を示した。また、両蛋白質が細胞内でユビキチン化を受けることが始めて確認された。以上のことから、両蛋白質はメチル水銀毒性増強に関わる蛋白質であり、UPSは両蛋白質の分解を促進することによってメチル水銀毒性を軽減しているものと考えられる。