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2013年11月13日 (水)

ストレスに対する防御応答のバランスを保つ機構の一端を解明

2013年11月7日
独立行政法人理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 ストレスというと、どうもネガティブな
形で語られることが多いようです。
 
 ただ、ストレスの本来の意味は
「ある刺激によって反応している心の状態」
です。
 
 活動するエネルギーのもととなる有益な
反応のことを「ユーストレス」、
不快な感情をもたらす反応のことを
「ディストレス」と呼びます。
 
 スポーツやゲームで興奮する、いい景色
を見て感動するなどはユーストレスです。
 
 一方、暑さや寒さから受ける不快さや、
上司のパワハラに対する怒りなどは
ディストレスになります。
 
 2つのストレスが適度にあることが
社会的適応性につながるのですが、
バランスが失われると体調を崩したり、
病気になったりすることもあります。
 
 さて、生物は温度変化、活性酸素、
紫外線などの“ストレス”にさらされて
いますが、それに適応するために防御応答
を行って生きのびています。
 
 それは小さな細菌も同じで、
ストレス環境におかれた細菌では、
「Hfq」というリング状のタンパク質が
RNAと結合してストレス応答タンパク質の
合成を制御しています。
 
 ただ、その分子機構については、
ほとんど分かっていませんでした。
 
 理研の研究チームは大腸菌を用いて、
生物が持つストレスに対する防御応答の
バランスを保つメカニズムの解明に
取り組みました。
 
 研究チームは、ストレスを与えた環境で
大腸菌を生育すると多量に合成される
タンパク質を同定しました。
 
 その結果、生物にとって有害な活性酸素
である過酸化水素を分解する酵素
「カタラーゼ」とHfqが増加し、多量の
カタラーゼが細胞に蓄積してHfqと大きな
複合体を形成することが分かりました。
 
 この複合体の構造を大型放射光施設
「SPring-8」で解析したところ、Hfqが
RNAと結合すべき部分にカタラーゼが結合
してできた複合体だと分りました。
 
 この複合体ができることが妨げになり、
HfqはRNAと結合できなくなるわけです。
 
 このため、Hfqの本来の機能である
タンパク質の翻訳活性が抑制され、
ストレス応答タンパク質の合成がそれ以上
行われなくなると考えられました。
 
 この結果から、Hfqは自身が翻訳を調節
するタンパク質と複合体を形成して自身の
機能を抑制するメカニズムを持つことが
分りました。
 
 つまり、生体内にはHfqの働きを制御し、
ストレス応答タンパク質の合成量を調節
して、ストレスに対する防御反応の
バランスを保つメカニズムがあることが
明らかになったわけです。
 
 生体に備わった防御のシステムって
驚くほどよくできていますね。
 
 
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 上記の説明は分かりにくいですね。
 
 要するに以下のように制御されると
いうことのようです。
 
>過酸化酸素が多量に生成される
>ストレス環境下では、カタラーゼの合成
>が促進されることが分かっています。
 
 とは言ってもカタラーゼが多くなり過ぎ
てもいけないので、それ以上合成が
進まないように制御しないといけない。
 
 その為の仕組みが以下の説明。
 
>今回の実験から多量のカタラーゼが
>細胞内に蓄積すると、Hfqとの複合体が
>形成されることが分かりました。
>これにより、HfqはRNAと結合ができなく
>なり、タンパク質の翻訳活性が抑制
>され、結果として、カタラーゼを含む
>ストレス応答タンパク質の合成が抑制
>されます。
 
 ということがわかったと言っている
ようです。
 
>生体に備わった防御のシステムって
>驚くほどよくできています
 そうですね。

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