MAPKとMediator Complexによる協調的ストレス応答制御機構

線虫C.elegansにおいてMLK-1(MAPKKK)、MEK-1(MAPKK)、KGB-1(MAPK)経路は重金属ストレス応答と幼虫発生に機能している。これまでにFOS-1がKGB-1経路下流で機能することが示唆されて来た。しかし、重金属ストレス応答においてFOS-1の下流で機能する因子は明らかになっていなかった。そこで、DNAマイクロアレイを用いて、KGB-1経路により発現が制御される因子を探索した。その結果、KGB-1依存的に重金属ストレスによって発現が誘導される遺伝子kreg-1^～3(KGB-1-regulated gene)を同定した。fos-1機能阻害によってkreg-1^～3の発現が上昇することから、FOS-1はkreg-1^～3遺伝子発現においてリプレッサーとして機能していると考えられる。また、kreg-1^～3を機能阻害した個体は、重金属感受性を示した。さらに、HDACの線虫ホモログのひとつであるHDA-1がFOS-1とkreg-1プロモーター上で結合することを見出した。また、hda-1機能阻害はkreg-1遺伝子の発現を促進させ、kgb-1変異体の示す重金属感受性を抑圧することを明らかにした。これらの結果から、以下のモデルを提唱している;ストレスが存在しない状態では、FOS-1とHDA-1は重金属ストレス耐性遺伝子の発現を協調的に抑制している。一方、ストレス存在下では、活性化したKGB-1がFOS-1をリン酸化する。リン酸化されたFOS-1はホモダイマー形成を阻害されるため、HDA-1を標的遺伝子のプロモーター部位にリクルートできなくなる。その結果、ストレス耐性遺伝子の発現が誘導される。

線虫C.elegansにおいてMLK-1(MAPKKK)、MEK-1(MAPKK)、KGB-1(MAPK)経路は重金属ストレス応答と幼虫発生に機能している。これまでにFOS-1がKGB-1経路下流で機能することが示唆されて来た。しかし、重金属ストレス応答においてFOS-1の下流で機能する因子は明らかになっていなかった。そこで、DNAマイクロアレイを用いて、KGB-1経路により発現が制御される因子を探索した。その結果、KGB-1依存的に重金属ストレスによって発現が誘導される遺伝子kreg-1^～3(KGB-1-regulated gene)を同定した。fos-1機能阻害によってkreg-1^～3の発現が上昇することから、FOS-1はkreg-1^～3遺伝子発現においてリプレッサーとして機能していると考えられる。また、kreg-1^～3を機能阻害した個体は、重金属感受性を示した。さらに、HDACの線虫ホモログのひとつであるHDA-1がFOS-1とkreg-1プロモーター上で結合することを見出した。また、hda-1機能阻害はkreg-1遺伝子の発現を促進させ、kgb-1変異体の示す重金属感受性を抑圧することを明らかにした。これらの結果から、以下のモデルを提唱している;ストレスが存在しない状態では、FOS-1とHDA-1は重金属ストレス耐性遺伝子の発現を協調的に抑制している。一方、ストレス存在下では、活性化したKGB-1がFOS-1をリン酸化する。リン酸化されたFOS-1はホモダイマー形成を阻害されるため、HDA-1を標的遺伝子のプロモーター部位にリクルートできなくなる。その結果、ストレス耐性遺伝子の発現が誘導される。