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Response of ${it Saccharomyces cerevisiae}$ to heavy element stress; Lead vs. uranium

重元素ストレスに対する${it Saccharomyces cerevisiae}$の応答; 鉛対ウラン

坂本 文徳; 大貫 敏彦; 藤井 力*; 家藤 治幸*

Sakamoto, Fuminori; Onuki, Toshihiko; Fujii, Tsutomu*; Iefuji, Haruyuki*

鉛を含む培地で育てた${it Saccharomyces cerevisiae}$の反応を調べた。また、重元素によるストレスの影響を明らかにするために、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$イオンを含む培地で育てた場合と比較した。1.0$$times$$10$$^{-4}$$Mの鉛を含む培地で育てた${it S. cerevisiae}$はコントロール(ウランなし)とほぼ同じ生育度を示したが、1.0$$times$$10$$^{-3}$$Mのウランを含む培地で育てた場合は生育しなかった。細胞の薄片SEM分析により、鉛は細胞内に集積していることを明らかにした。これらの結果は、1.0$$times$$10$$^{-4}$$Mのウランが${it S. cerevisiae}$の生育を阻害し、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$イオンが${it S. cerevisiae}$の細胞表面に吸着しているという以前の結果と異なる。鉛が存在しないときには発現しない、鉛に特異的に発現するタンパク質を、Pb$$^{2+}$$イオン存在下の${it S. cerevisiae}$から抽出した発現タンパク質の二次元電気泳動解析で特定した。これらのタンパク質の等電点とサイズは、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$イオン存在下で特異的に発現するタンパク質の等電点とサイズとは異なる。これら一連の結果は、Pb$$^{2+}$$イオンはUO$$_{2}$$$$^{2+}$$イオンよりも酵母の生育に対して阻害の度合いが低く、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$イオンとは異なるストレスを酵母に与えていることを示唆している。

We have examined the responses of ${it Saccharomyces cerevisiae}$ in media containing Pb$$^{2+}$$ ions and compared it to those in media containing UO$$_{2}$$$$^{2+}$$ ions to elucidate the stress effects of heavy elements. Cultivation of ${it S. cerevisiae}$ in a medium containing 1.0$$times$$10$$^{-4}$$ M Pb showed nearly the same growth as that in the control medium while growth was inhibited in the medium containing 1.0$$times$$10$$^{-3}$$ M Pb. Backscattering electron image analyses of thin sections of cells showed that Pb had accumulated inside the cells. Two-dimensional (2D) gel electrophoresis analysis of the proteins extracted from the ${it S. cerevisiae}$ exposed to Pb$$^{2+}$$ ions showed that several specific protein spots were expressed after cultivation with Pb, that did not appear in the control medium. Our results suggest that Pb$$^{2+}$$ more weakly inhibits the growth of ${it S. cerevisiae}$ than UO$$_{2}$$$$^{2+}$$, and produces different stresses in ${it S. cerevisiae}$ than UO$$_{2}$$$$^{2+}$$.

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分野:Environmental Sciences

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