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細胞:微胞子虫の鉄硫黄クラスター構成タンパク質の存在場所と機能

Nature 452, 7187 doi: 10.1038/nature06606

微胞子虫は、他の真核生物(ヒトも含む)に寄生する高度に特殊化した細胞内絶対寄生体で、分子レベル、細胞レベル、生化学レベルで極度な縮小化が起こっている。微胞子虫は長い間、初期に分岐しミトコンドリアをもたない真核生物であると考えられてきたが、最近になって、マイトソームとよばれる微小なミトコンドリア痕跡器官を含むことが明らかになった。微胞子虫には好気的呼吸やヘム生合成といったミトコンドリアの標準的機能にかかわる遺伝子が欠けているので、マイトソームの機能はわからない。しかし、微胞子虫のゲノムには、ミトコンドリアの鉄硫黄(Fe-S)クラスター組み立て装置のいくつかの成分がコードされている。本論文では、これらのタンパク質の代謝機能と存在場所について、実験により考察する。微胞子虫であるEncephalitozoon cuniculiTrachipleistophora hominisのいくつかの中心的なミトコンドリアFe-Sクラスター組み立て成分ホモログについて、クローン化し、機能を調べ、所在場所を明らかにした。いくつかの微胞子虫タンパク質は、該当する酵母タンパク質のFe-Sタンパク質生合成における機能を代替することができる。E. cuniculiでは、鉄供与体(フラタキシン)、硫黄供与体(システイン脱硫酵素Nfs1)供与体と足場タンパク質(Isu1)が、ミトコンドリアHsp70とともにマイトソームに局在し、これはマイトソームがFe-Sクラスター生合成部位として機能することと一致する。T. hominisでは、ミトコンドリアHsp70と必須の硫黄供与体(Nfs1)はマイトソーム中にあるが、意外にもIsu1とフラタキシンが主に存在するのは細胞質であり、Fe-Sクラスター生合成のこれら重要成分がどのようにして機能を協調させているのかは難問である。まとめると今回の研究は、Fe-Sタンパク質集合体の生合成過程が微胞子虫のマイトソームの重要な機能の1つであることを明らかにしている。

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