ER-PM conetact欠損時にsynthetic lethal になる変異の探索 (Molecular Biology of the Cell 2020年4月8日号掲載論文)

結論から言うと、ER-PM接触部位を欠く酵母株の合成致死変異体をスクリーニングしてESCRT-III を同定した論文。

 

本日は「ESCRT-III and ER-PM contacts maintain lipid homeostasis (ESCRT-IIIとER-PM間MCSが脂質のホメオスタシスを維持する)」という論文で、米国 Weill Institute for Cell and Molecular Biology and Department of Molecular Biology and Genetics, Cornell University の Scott D. Emr のグループ(どういったラボ?→*1)による研究。(論文サイトへのlink→*2

 

トランスポゾンによる変異のスクリーニングに関してはこちら。

tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp

 

興味を持たれた方はabstractもどうぞ。

Eukaryotic cells are compartmentalized into organelles by intracellular membranes. While the organelles are distinct, many of them make intimate contact with one another. These contacts were first observed in the 1950’s, but only recently have the functions of these contact sites begun to be understood. In yeast, the ER makes extensive inter-membrane contacts with the plasma membrane (PM), covering ∼40% of the PM. Many functions of ER-PM contacts have been proposed, including: non-vesicular lipid trafficking, ion transfer, and as signaling hubs. Surprisingly, cells that lack ER-PM contacts grow well, indicating that alternative pathways may be compensating for the loss of ER-PM contact. In order to better understand the function of ER-PM contact sites we used saturating transposon mutagenesis to identify synthetic lethal mutants in a yeast strain lacking ER-PM contact sites. The strongest hits were components of the ESCRT complexes. The synthetic lethal mutants have low levels of some lipid species but accumulate free fatty acids and lipid droplets. We found that only ESCRT-III components are synthetic lethal, indicating that Vps4 and other ESCRT complexes do not function in this pathway. These data suggest that ESCRT-III proteins and ER-PM contact sites act in independent pathways to maintain lipid homeostasis.

(私訳と勝手な注釈) 

真核生物の細胞は、細胞内膜によって細胞小器官に区画化されています。真核細胞の細胞小器官は細胞内膜によって区画されていますが、小器官の多くは互いに接触しています。これらの接触は1950年代に初めて報告されましたが、これらの接触部位の機能が解明され始めたのは最近のことです。酵母では、小胞体は形質膜(PM)と広範囲の膜間接触を行っており、PMの約40%を覆っています。ER-PM間MCSの機能として、これまでに小胞性脂質輸送、イオン輸送、シグナル伝達のハブとしての機能など、多くの機能が提案されてきました。驚くべきことに、ER-PMコンタクトを欠いた細胞は通常通り成長することから、代替経路がER-PMコンタクトの損失を補っている可能性が示唆されています。ER-PM接触部位の機能をよりよく理解するために、著者らはトランスポゾン突然変異誘発法を用いて、ER-PM接触部位を欠く酵母株の合成致死変異体を同定しました。最も強くヒットしたのはESCRT複合体の構成要素でした。合成致死変異体は、いくつかの脂質種のレベルは低いが、遊離脂肪酸と脂質滴を蓄積していた。ESCRT-IIIの成分のみが合成致死変異体であることがわかり、Vps4や他のESCRT複合体がこの経路では機能していないことが示された。これらのデータは、ESCRT-IIIタンパク質とER-PM接触部位が脂質の恒常性を維持するために独立した経路で作用していることを示唆している。

*1:--- The Emr lab studies the regulation of cell signaling pathways by phosphoinositide kinases, vesicle-mediated transport reactions, and selective ubiquitin modifications. ---https://emr.wicmb.cornell.edu/ より。もともとESCRTⅢを中心に研究しているグループのようです。

*2:https://www.molbiolcell.org/doi/10.1091/mbc.E20-01-0061