秋山芳展 医生物学研究所教授、横山達彦 岐阜大学助教、久堀智子 同准教授、永井宏樹 同教授らの研究グループは、奈良先端科学技術大学院大学と理化学研究所との共同研究で、細菌が環境の鉄イオンを感知する分子メカニズムを解明しました。
生命は、生存に不可欠な元素である鉄を取り込むために、巧妙なシステムを進化させてきました。効率的に鉄を取り込むために、細菌は外界の鉄を感知することができますが、その分子メカニズムの全容はこれまで不明でした。細菌は鉄を取り込む際に、分子モーターが生み出す機械的な力を利用することが知られています。本研究ではこの力が、情報伝達を担う膜タンパク質「FecR」にも伝わり、FecRの連続的な切断を引き起こすことを突き止めました。そして、こうして生じたFecR断片が、鉄の取り込みに必要な遺伝子群の発現を誘導することを明らかにしました。本成果は、タンパク質切断を介した情報伝達の新たなメカニズムを提示し、生体機能制御の基盤となる仕組みの一端を明らかにしたものです。
本研究成果は、2025年4月17日に、国際学術誌「PNAS（米国科学アカデミー紀要）」にオンライン掲載されました。
「本研究で対象とした情報伝達システムの存在自体は、半世紀近く前から知られていました。しかし、このシステムのコアである、FecRが情報を伝達する分子メカニズムは謎に包まれてきました。本研究では、FecRが細胞内で合成され、膜へと挿入され、最終的に分解されていく過程、いわばFecRタンパク質の『一生』を精緻な生化学的解析により紐解くことで、情報伝達メカニズムの全容を明らかにしました。今後、類似したタイプの情報伝達機構の研究を進める上で、本研究が必要不可欠な礎になると信じています。最後に、本研究の基盤となった数多くの研究を推進し、本研究領域の発展に多大な貢献をされてきた、ドイツ・マックス・プランク生物学研究所（Max Planck Institute for Biology）のVolkmar Braun博士に心から敬意を表します。」（横山達彦）
