ホスホプロテオミクス解析により、転写に共役するmRNA分解に関連するタンパク質がSnf1シグナル伝達の標的として同定される

Sci. Signal., 8 July 2014
Vol. 7, Issue 333, p. ra64
[DOI: 10.1126/scisignal.2005000]

Katherine A. Braun^1*, Stefania Vaga^2*, Kenneth M. Dombek¹, Fang Fang¹, Salvator Palmisano¹, Ruedi Aebersold^2,3, and Elton T. Young^1†

¹ Department of Biochemistry, University of Washington, 1705 Northeast Pacific Street, Seattle, WA 98195-7350, USA.
² Department of Biology, Institute of Molecular Systems Biology, ETH Zurich, CH-8057 Zurich, Switzerland.
³ Faculty of Science, University of Zurich, CH-8057 Zurich, Switzerland.

^* These authors contributed equally to this work.

† Corresponding author. E-mail: ety@uw.edu

要約

グルコース欠乏などのストレスは、Snf1、すなわちアデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）の出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）オーソログを活性化し、適応性の細胞応答を可能にする。Snf1は、転写に影響を与えるのに加えて、遺伝子特異的にmRNAの安定性も促進するかもしれない。Snf1を介したシグナル伝達を理解するために、われわれは、定量的質量分析を用いて、Snf1依存的な様式でリン酸化されるタンパク質を同定した。145個のタンパク質においてSnf1依存性ホスホペプチドを210個同定した。これらのタンパク質のうち13個はmRNA代謝に関与する。これらのうち、Ccr4（主要な細胞質デアデニラーゼ）、Dhh1（RNAヘリカーゼ）、およびXrn1（エキソリボヌクレアーゼ）が、グルコース欠乏により活性化されたSnf1依存性mRNAの、グルコース誘導性分解に必要であることが明らかになった。予想外のことに、XRN1欠損は、グルコース欠乏中に合成されたSnf1依存性転写産物の蓄積を減少させた。SNF1欠損は、Snf1を阻害するホスファターゼの制御サブユニットをコードするXRN1およびREG1の同時欠損による合成致死性を救済した。Xrn1の3つのSnf1依存性リン酸化部位の変異により、グルコース誘導性のmRNA分解が減弱した。このように、Xrn1は、栄養素利用能に応答した、Snf1依存性のmRNA恒常性に必要である。

K. A. Braun, S. Vaga, K. M. Dombek, F. Fang, S. Palmisano, R. Aebersold, E. T. Young, Phosphoproteomic analysis identifies proteins involved in transcription-coupled mRNA decay as targets of Snf1 signaling. Sci. Signal. 7, ra64 (2014).