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)は真核生物細胞質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・ロメ英語版が発見し単離した。電子顕微鏡を用いた観察により、教会建築に見られるヴォールトのアーチに似た39回対称構造が明らかにされている[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]。ヴォールトは脂質ラフト(lipid raft)の一部となり、病原体と闘う役割をしている可能性がある[3]

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。ネガティブ染色英語版では 34 nm×60 nm極低温電子顕微鏡英語版では 26 nm×49 nm走査型透過電子顕微鏡英語版(STEM)では 35 nm×59 nm 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英語版が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 3.5 Å)[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、核孔複合体英語版(nuclear pore complex)に関係していることがその八面体形状から示唆される[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る論文がある[8]。また、タンパク質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, Hideaki; Kato, Koji; Yamashita, Eiki; Sumizawa, Tomoyuki; Zhou, Yong; Yao, Min; Iwasaki, Kenji; Yoshimura, Masato et al. (2009). “The Structure of Rat Liver Vault at 3.5 Angstrom Resolution”. Science 323 (5912): 384–388. doi:10.1126/science.1164975. http://www.sciencemag.org/content/323/5912/384.abstract. 
  2. ^ a b Kedersha, N L; Miquel, M C; Bittner, D; Rome, L H (1990). “Vaults. II. Ribonucleoprotein structures are highly conserved among higher and lower eukaryotes.”. The Journal of Cell Biology 110 (4): 895–901. doi:10.1083/jcb.110.4.895. http://jcb.rupress.org/content/110/4/895.abstract. 
  3. ^ Tanaka, Hideaki; Kato, Koji; Yamashita, Eiki; Sumizawa, Tomoyuki; Zhou, Yong; Yao, Min; Iwasaki, Kenji; Yoshimura, Masato et al. (2009). “The Structure of Rat Liver Vault at 3.5 Angstrom Resolution”. Science 323 (5912): 384–388. doi:10.1126/science.1164975. http://www.sciencemag.org/content/323/5912/384.abstract. 
  4. ^ Kedersha, N L; Heuser, J E; Chugani, D C; Rome, L H (1991). “Vaults. III. Vault ribonucleoprotein particles open into flower-like structures with octagonal symmetry.”. The Journal of Cell Biology 112 (2): 225–235. doi:10.1083/jcb.112.2.225. http://jcb.rupress.org/content/112/2/225.abstract. 
  5. ^ Tanaka, Hideaki; Kato, Koji; Yamashita, Eiki; Sumizawa, Tomoyuki; Zhou, Yong; Yao, Min; Iwasaki, Kenji; Yoshimura, Masato et al. (2009). “The Structure of Rat Liver Vault at 3.5 Angstrom Resolution”. Science 323 (5912): 384–388. doi:10.1126/science.1164975. http://www.sciencemag.org/content/323/5912/384.abstract. 
  6. ^ Zon, A.; Mossink, M.H.; Scheper, R.J.; Sonneveld, P.; Wiemer, E.A.C. (2003). “The vault complex”. Cellular and Molecular Life Sciences CMLS 60 (9): 1828–1837. doi:10.1007/s00018-003-3030-y. ISSN 1420-682X. 
  7. ^ Unwin, P N; Milligan, R A (1982). “A large particle associated with the perimeter of the nuclear pore complex.”. The Journal of Cell Biology 93 (1): 63–75. doi:10.1083/jcb.93.1.63. http://jcb.rupress.org/content/93/1/63.abstract. 
  8. ^ Chugani, D.C.; Rome, L.H.; Kedersha, N.L. (1993). “Evidence that vault ribonucleoprotein particles localize to the nuclear pore complex”. Journal of Cell Science 106 (1): 23–29. ISSN 0021-9533. 
  9. ^ Stanfield, Cindy L.; Germann, William J. (2008). Principles of Human Physiology (Third ed.). Pearson Education Inc. p. 41. 
  10. ^ Mossink, Marieke H.; Zon, Arend; Scheper, Rik J.; Sonneveld, Pieter; Wiemer, Erik AC (2003). “Vaults: a ribonucleoprotein particle involved in drug resistance?”. Oncogene 22 (47): 7458–7467. doi:10.1038/sj.onc.1206947. ISSN 0950-9232. 
  11. ^ Kickhoefer, Valerie A.; Vasu, Sanjay K.; Rome, Leonard H. (May 1996). “Vaults are the answer, what is the question?”. Trends in Cell Biology 6 (5): 174–178. doi:10.1016/0962-8924(96)10014-3. ISSN 0962-8924. 
  12. ^ Rome, Leonard; Kedersha, Nancy; Chugani, Diane (August 1991). “Unlocking vaults: organelles in search of a function”. Trends in Cell Biology 1 (2): 47–50. doi:10.1016/0962-8924(91)90088-Q. ISSN 0962-8924.