ヴォールト (細胞小器官)

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ラットの肝臓から得られたヴォールト

ヴォールト(vault、またはヴォールト細胞質リボヌクレオタンパク質 vault cytoplasmic ribonucleoprotein)は真核生物に見られる細胞小器官で、その機能はまだ完全には分かっていない。1980年代にUCLA薬学部の細胞生物学者ナンシー・ケデルシャ(Nancy Kedersha)と生化学者レオナルド・ロメ(Leonard Rome)が発見し単離した。電子顕微鏡で見ると大聖堂のアーチに似た形をした細胞質にある小器官で、39個の対称要素が対称に2つ配置されてできている[1]。 様々な種類の真核生物細胞で見られ、真核生物間でその配列はよく保存されているようである[2]。 ヴォールトは病原体と闘う役割をしている可能性がある脂質ラフト(lipid raft)の一部となる[3]ヴォールトRNAはヴォールトタンパク質を含む。

形状[編集]

ヴォールトは巨大なリボヌクレオタンパク質粒子である。 リボソームの約3倍の大きさ、約13倍の分子量があり、様々な真核生物細胞で見られる。 ネガティブ染色(negative stain)では34nm×60nm、極低温電子顕微鏡(cryo-electron microscopy、cryo-EM)では26nm×49nm、走査型透過電子顕微鏡(Scanning Transmission Electron Microscopy、STEM)では35nm×59nmの大きさで観測されている[4]。 ヴォールトは主としてタンパク質でできており、そのことが既存の技術によって染色するのを難しくしている。

タンパク質の構造は多くの主要ヴォールトタンパク質(major vault protein、MVP)が2つある副ヴォールトタンパク質(minor vault protein)のうちの一方に結合して構成されている。

2009年6月 兵庫県立大学月原冨武らによってX線結晶構造解析による原子分解能の構造が与えられた(分解能 3.5Å)[5]

構造決定にはSpring-8BL44XUビームラインによって得られた回折データを用い、先に決定されていた電子顕微鏡による構造を初期モデルとして位相決定した。

いくつかの主要ヴォールトタンパク質と1つの副ヴォールトタンパク質から成る大きな複合体2つが合わさって筒状のヴォールト細胞小器官を形成する。これには86から141塩基の小さなRNAを含むことがある[6]

機能[編集]

まだ機能は完全には解明されていないが、核孔複合体(nuclear pore complex)に関係していて、ヴォールトが八面体型をしていることがこのことを補佐しているようである[7]。 ヴォールトの機能はmRNAなどの分子をから細胞質(cytoplasm)の一部へと輸送することであると結論づけられている。[8]。 また、タンパク質の合成においても何らかの役割を果たしていると考えられている[9]

がんとの関係[編集]

1990年代終わり、多剤耐性(multidrug resistance)と診断されたがん患者でヴォールト(特にMVP)が過剰に発現していることが発見された[10]。 このことは、ヴォールトの数が増えると薬剤耐性を引き起こすことを証明した訳ではないが、ある種の関わりがあることを暗示している。 また腫瘍細胞における薬剤耐性の背景にある機構の発見と、抗がん剤の改良を進める可能性がある[11]

自然界における広範な広がり[編集]

ヴォールトは様々な真核生物細胞で見られるが、ある種ではタンパク質を持っていないようである。このような生物には以下のものが含まれる[12]:

  • シロイヌナズナ(Arabidopsis) - キャベツやカラシナと同じアブラナ科に属する小さな顕花植物。
  • C. elegans(Caenorhabditis elegans) - 土壌中に生息する自由生活性の線虫。
  • キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster) - ショウジョウバエ(fruit fly)としてよく知られる双翅昆虫。
  • 出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae) - 酵母の一種。

このような例外があるにも関わらず、生物間でのヴォールトの類似性は高く、これは進化の上である種の重要な役割を果たしていることを示唆する[2]

関連ページ[編集]

外部リンク[編集]

参照[編集]

  1. ^ Tanaka, et al. Science 16 January 2009: Vol. 323. no. 5912, pp. 384 - 388
  2. ^ a b Kedersha, N. L., Miquel, M. C., Bittner, D. and Rome, L. H. (April 1990). "Vaults. II. Ribonucleoprotein structures are highly conserved among higher and lower eukaryotes." J. Cell Biol. 110, 895-901.
  3. ^ http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/323/5912/384 The Structure of Rat Liver Vault at 3.5 Angstrom Resolution
  4. ^ Kedersha, N. L., Heuser, J. E., Chugani, D. C. and Rome, L. H. (1991). "Vaults. III. Vault ribonucleoprotein particles open into flower-like structures with octagonal symmetry." J. Cell Biol. 112, 225-235.
  5. ^ Tanaka H, Kato K, Yamashita E, Sumizawa T, Zhou Y, Yao M, Iwasaki K, Yoshimura M, Tsukihara T.(2009). "The structure of rat liver vault at 3.5 angstrom resolution." Science 323, 384-388 DOI: 10.1126/science.1164975
  6. ^ A. van Zon, M. H. Mossink, R. J. Scheper, P. Sonneveld1 and E. A. C. Wiemer. "The vault complex" Cellular and Molecular Life Sciences (CMLS), Volume 60, Number 9, September, 2003; p 1828-1837
  7. ^ Unwin, P. N. T. and Milligan, R. A. (1982). "A large particle associated with the perimeter of the nuclear pore complex." J. Cell Biol. 93, 63-75.
  8. ^ Diane C. Chugani, Leonard H. Rome and Nancy L. Kedersha. "Evidence that vault ribonucleoprotein particles localize to the nuclear pore complex" Journal of Cell Science 106, 23-29 (1993)
  9. ^ Cindy L. Stanfield, William J. Germann "Principles of Human Physiology: Third Edition" Pearson Education Inc. 2008; p 41
  10. ^ Marieke H Mossink, Arend van Zon, Rik J Scheper, Pieter Sonneveld and Erik AC Wiemer. "Vaults: a ribonucleoprotein particle involved in drug resistance?" Oncogene (2003) 22, 7458–7467. doi:10.1038/sj.onc.1206947
  11. ^ Valerie A. Kickhoefer, Sanjay K. Vasu and Leonard H. Rome "Vaults are the answer, what is the question?" Trends in Cell Biology Volume 6, Issue 5, May 1996, Pages 174-178
  12. ^ Leonard Rome, Nancy Kedersha and Diane Chugani. "Unlocking vaults: organelles in search of a function." Trends in Cell Biology Volume 1, Issues 2-3, August-September 1991, Pages 47-50.