Institute of Innovative Research, 
Tokyo Institute of Technology.

2020.11.12

プレスリリース

熱ショックタンパク質が自身を増産する新たな仕組みを発見

タンパク質を「余らせず補充する」新たな調節機能

東京工業大学 科学技術創成研究院 細胞制御工学研究センターの三輪つくみ研究員、茶谷悠平特任助教、田口英樹教授の研究グループは、熱ショックタンパク質(ヒートショックプロテイン:Hsp)の一種がストレス時の細胞内における自身の消費を感知し、合成を促すことで補充する新たな仕組みを発見した。

細胞に熱などのストレスがかかると、凝集体と呼ばれるタンパク質でできたゴミが発生する。この凝集体すなわちゴミは細胞内に蓄積すると毒性を示すため、どのような生物も凝集体の生成を抑制もしくは隔離・分解などにより処理する仕組みを備えている。処理を行うタンパク質群は凝集体が発生しやすい高温ストレスによって合成が促進されることから、熱ショックタンパク質(Hsp)と呼ばれる。Hspの中でも、凝集体の隔離や分解の補助を行う低分子量Hspは凝集体処理の最初のステップを担う重要なタンパク質で、バクテリアからヒトまでほとんどすべての生物に備わっている。

研究グループは、大腸菌の低分子量Hspの合成が、高温ストレスとは無関係に凝集体が蓄積することで促進されることを発見した。さらに、この仕組みが凝集の蓄積に伴う低分子量Hspの消費をトリガーとしていることを発見した。今回の発見により、低分子量Hspが自身の不足をすぐに補えるように、かつ細胞内で余らせることがないように厳密に制御されていることが明らかになった。 この成果は、低分子量Hspが自身の合成のフィードバックを司るという点でHsp発現制御機構の新たな仕組みの発見であり、ストレス応答という生命に普遍的な現象に対する理解を深めるものともいえる。また、本研究成果を応用することで、細胞中の凝集体蓄積レベルを生きたまま測ることができると期待される。

研究成果は9月21日付の米国の学術誌「Molecular Microbiology(分子微生物学)」電子版に掲載された。