분열효모에서 핵공단백질인 Nup211에 대한 연구

Abstract

진핵생물에서 핵과 세포질 사이의 거대분자들의 이동은 세포들이 정상적인 기능을 하는데 매우 중요하다. 이러한 이동은 핵막에 존재하는 핵공복합체 (Nuclear Pore Complex, NPC)를 통해 이루어지는데, 이동할 거대분자들을 특이적으로 인식하는 수송운반체 (transport receptors)와 수송인자 (soluble transport factors)들이 관여한다. 단백질이나 다른 RNA의 이동과는 달리, mRNA의 핵에서의 세포질로의 이동 (mRNA export)은 훨씬 복잡한데, mRNA 수송운반체와 수많은 수송인자가 상호작용을 한다. 분열효모인 Schizosaccharomyces pombe (S. pombe)에서 nup211 유전자는 핵공단백질 (nucleoporin) 결합단백질인 척추동물의 TPR 유전자, 발아효모인 Saccharomyces cerevisiae의 Mlp1유전자와 유사성을 보인다. 이 유전자는 인트론이 없으며 1873개의 아미노산으로 이루어진 분자량 211.4 kDa으로 예측되는 단백질을 암호화하고 있다. 이배체인 S. pombe 균주에 하나의 nup211 유전자만을 결실시킨 후 4분체분석 (tetrad analysis)을 수행한 결과, 이 유전자가 결실된 반수체 균주는 생장하지 못했다. mRNA의 핵에서 세포질로의 이동에 있어서 nup211의 역할을 알아보기 위해, nup211의 발현이 티아민에 의해 조절되는 균주를 제작하여 in situ hybridization 을 통해 세포 내의 poly(A)^(+) RNA 분포를 살펴보았다. nup211 유전자가 과발현되거나 억제되면, poly(A)^(+) RNA가 핵 안에 축적되고 세포질에서는 줄어들었다. 또한 정상적인 기능을 가진 nup211-GFP를 이용하여 세포 내 위치를 확인해 본 결과, 핵공복합체에 위치함을 볼 수 있었다. 이러한 결과들은 nup211 유전자가 세포생장에 중요하고, mRNA export에 중요한 역할을 담당하고 있음을 시사한다.|In eukaryotes, nuclear export of mRNA takes place through the nuclear pore complex(NPC) embedded in the nuclear envelope and several soluble transport factors are involve in this process. The export of mRNA is more complex than the nucleocytoplasmic transport of protein and other RNAs, because numerous additional export factors cooperate with the mRNA export receptors. Thus mRNA export is coupled with other steps of mRNA metabolism. We constructed deletion mutants of nup211 in fission yeast Schizosaccharomyces pombe, that is homologous to Mlp1 in budding yeast Saccharomyces cerevisiae, TPR in Vertebrate, which plays import roles in mRNA export out of nucleus. The nup211 gene contains encodes a 1837 amino-acid protein with predicted molecular weight of 211.4kDa. The nup211 gene is essential for growth. The haploid nup211 null mutant showed extensive poly(A)^(+) RNA accumulation in the nucleus and decrease in the cytoplasm after repression or overexpression of nup211 expression. And Nup211-GFP signal was detected in cytoplasm and nucleus, but predominantly concentrated at the nuclear periphery in a punctuate pattern, which was typical of yeast NPC. These results suggest that nup211 in fission yeast is essential for growth and nuclear export of RNA.