ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定

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タンパク質のアセチル化は、核において遺伝子発現を制御する主要な翻訳後修飾である。最近、ミトコンドリアには多数のアセチル化タンパク質の存在が示唆され、アセチル化は核と同様にミトコンドリアにおいても主要な翻訳後修飾である可能性は高いが、ミトコンドリアに局在するアセチル化酵素の存在は不明である。そこでゲノムワイドなsiRNAライブラリーを用いて、ミトコンドリアに存在する未知のアセチル化酵素の同定することを目的とした。具体的には、研究代表者が同定したアセチル化ミトコンドリアタンパク質であるHMG-CoAlyase(HMGCL)のアセチル化レベルを減少させるようなsiRNAオリゴをスクリーニングすることにより、アセチル化酵素を探索した。約21,000のヒト遺伝子を標的としたダーマコン社のゲノムワイドなsiRNAライブラリーから、ミトコンドリアのプロテオーム等のデータベースでミトコンドリアに局在すると予測された1,373遺伝子についてHMGCLを恒常的に発現させたHeLa細胞を用いてスクリーニングした。その結果、ピルビン酸脱水素酵素複合体の構成因子であるpyruvate dehydrogenase α1 (PDHA1)および、dihydrolipoamide S-acetyltransferase (DLAT)のノックダウンによりHMGCLのアセチル化が顕著に低下することを見出した。興味深いことに、PDHA1あるいはDLATのノックダウンは、ヒストンのアセチル化レベルにはほとんど影響をおよぼさなかった。本研究において、ピルビン酸脱水素酵素複合体による新規ミトコンドアタンパク質のアセチル化調節機構を示唆する結果を得た。