タンパク質毒性ストレスはSUMO修飾のクロマチンランドスケープをリプログラムする

Sci. Signal. 07 Jul 2015:
Vol. 8, Issue 384, pp. rs7
DOI: 10.1126/scisignal.aaa2213

Anne Seifert, Pietà Schofield, Geoffrey J. Barton, and Ronald T. Hay*

Centre for Gene Regulation and Expression, College of Life Sciences, University of Dundee, Dundee, Scotland DD1 5EH, UK.

* Corresponding author. E-mail: r.t.hay@dundee.ac.uk

要約 ミスフォールドしたタンパク質を蓄積させることによりタンパク質毒性ストレスを誘発する処置を行った細胞の生存には、低分子ユビキチン様修飾因子2（SUMO-2）が必要である。細胞を熱ショックまたはその他のタンパク質毒性ストレスに曝露すると、核タンパク質のSUMO-2修飾が誘発される。本研究では、熱ストレスに応答したSUMO-2修飾のクロマチンランドスケープを検討した。われわれは、クロマチン免疫沈降アッセイとハイスループットDNAシーケンシングおよびmRNAシーケンシングを組み合わせることにより、熱ショックに応答して、SUMO-2が、ヌクレオソーム欠失した、活性のあるDNA制御エレメントに蓄積することを示した。このエレメントは巨大タンパク質複合体の結合部位であり、主に活動中の遺伝子と関連があった。ただし、SUMOは、熱ショック曝露中、これらの遺伝子の直接的な転写リプレッサーまたはアクチベーターとしては作用しなかった。一方、本研究の結果と、熱ショック誘導性SUMO-2基質に関する公表済みのプロテオミクスデータを総合すると、SUMO-2のタンパク質結合が、mRNAの遺伝子発現および転写後修飾に関与するタンパク質複合体の安定性に必要となる急性ストレス応答としてはたらくというモデルが裏付けられる。本研究では、クロマチン結合タンパク質のSUMO-2修飾がタンパク質毒性ストレス応答の不可欠な構成要素であることを明らかにし、SUMO-2はタンパク質複合体のホメオスタシスの維持に寄与することにより、細胞生存に必須の役割を果たしていることを提唱する。

Citation: A. Seifert, P. Schofield, G. J. Barton, R. T. Hay, Proteotoxic stress reprograms the chromatin landscape of SUMO modification. Sci. Signal. 8, rs7 (2015).