体系的摂動解析およびシステム生物学解析を通して明らかになった酵母のシグナル伝達におけるセラミド種の異なる役割

Sci. Signal., 29 October 2013
Vol. 6, Issue 299, p. rs14
[DOI: 10.1126/scisignal.2004515]

David J. Montefusco^1*, Lujia Chen^2*, Nabil Matmati^1,3, Songjian Lu², Benjamin Newcomb^1,3, Gregory F. Cooper², Yusuf A. Hannun^1,3†, and Xinghua Lu^2†

¹ Department of Biochemistry and Molecular Biology, Medical University of South Carolina, Charleston, SC 29445, USA.
² Department of Biomedical Informatics, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA 15232, USA.
³ Department of Medicine and the Stony Brook Cancer Center, Stony Brook University, Stony Brook, NY 11794, USA.

^* These authors contributed equally to this work.

† Corresponding author. E-mail: yusuf.hannun@stonybrookmedicine.edu (Y.A.H.); xinghua@pitt.edu (X.L.)

要約

スフィンゴ脂質代謝の中心的分子であるセラミドは、様々な細胞調節現象に関与し、疾患と関連があるとされてきた重要な生理活性物質である。複数のセラミド種が存在し、その多くが異なる機能を持つという可能性から、セラミドシグナル伝達を解読することは、困難であるが興味深い仕事である。われわれは、酵母（Saccharomyces cerevisiae）においてセラミド代謝をかく乱することにシステム生物学および分子手法を適用し、リピドーム、ゲノムおよびトランスクリプトーム解析を組み合わせることにより、セラミド種とその標的候補間の因果関係を推測した。われわれは、熱ストレスの間、別個の代謝機構が異なるセラミド種グループの存在量を制御することを見いだし、熱ストレス間のジヒドロセラミドの減少を媒介する過程におけるジヒドロセラミダーゼYdc1の重要性を支持する実験結果を提供した。さらに、異なるN-アシル鎖とヒドロキシル化をもつ別個のセラミド種グループが、異なる機能関連遺伝子セットを調節することから、これら脂質の構造上の複雑さが機能的多様性を生じさせることを示唆した。われわれが同定した転写モジュールは、セラミドの特異的機能を分析し始めるための資源を提供する。

D. J. Montefusco, L. Chen, N. Matmati, S. Lu, B. Newcomb, G. F. Cooper, Y. A. Hannun, X. Lu, Distinct Signaling Roles of Ceramide Species in Yeast Revealed Through Systematic Perturbation and Systems Biology Analyses. Sci. Signal. 6, rs14 (2013).