Modulation of Stress Protein Gene Expression by Environmental Stress and pH in the Mouse Fibroblasts and SCK Tumor Cells

생쥐의 纖維芽細胞와 SCK 腫瘍細胞에서 Stress와 pH에 의한 Stress Protein 遺傳子發見의 調節

Aimed at elucidating the modulation of stress protein gene expression, the effect of environmental stress and pH on the induction of stress protein synthesis has been analyzed using SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Although the general patterns of protein synthesis in MEF and SCK cells are different, stress protein patterns are identical in both cells. Among three stress proteins, the $SP_70$ exhibits an interesting kinetics of induction and decay. The kinetics of $SP_70$ under acidic or normal pH appears to be similar, but the degree of hyperthermia and duration of treatment required for maximum induction are found to be different, being lower temperatures and shorter durations under acidic pH compared to those under normal pH. Inducation of stress protein and the accumulation of mRNA coding for stress proteins are blocked with actinomycin D, indicating the new RNA transcription is required for stress blocked with actinomycin D, indicating that new RNA transcription is required for stress protein induction. Treatment of cycloheximide during the after hyperthermia indicates that no specific protein is required for the induction of stress protein synthesis. Based on our preliminary data, we postulate that induction of stress protein synthesis in MEF and SCK cells is regulated primarily at the level of transcription and that $SP_70$ autoregulates its synthesis and levels of this protein are correlated with the stresseed state of a cell.

Stress protein (SP) 遺傳子發現의 調節機構를 밝히기 위한 한가지 방편으로 환경의 stress와 pH가 SP의 合成誘導에 어떤 作用을 하는지를 SDS-PAGE를 이용해서 分析하였다. 蛋白質合成의 전반적 양상은 MEF와 SCK 세포에서 달랐으나 SP의 양상은 동일하였다. 그중에서 $SP_70$의 誘導와 感衰의 kinetics는 특히 흥미로웠다. $SP_70$의 kinetics는 酸性 pH와 正常 pH에서 類似하였으나 最大量의 SP 合成에 필요한 溫度와 그 處理時間은 pH에 의해 달리 나타나서, 酸性 pH 에서는 자은 溫度와 짧은 處理時間에서 나타나고 더욱 오래 지속되는 경향을 보였다. SP의 合成誘導와 SP mRNA의 축적은 actinomycin D에 의해 阻止되는 사실로 미루어 SP의 合成이 誘導되기 위해서는 새로운 mRNA의 合成이 필요함을 알수 있었고, cycloheximide 처리의 결과는 SP의 合成誘導에 앞서서 어떤 特異한 蛋白質의 合成은 일어나지는 않음을 알수 있었다. 이상과 같은 몇가지 實驗結果는 MEF와 SCK 세포에서 SP의 合成誘導는 일차적으로 轉寫水潗에서 調節되며, $SP_70$의 合成은 自動調節됨과 아울러 SP의 水潗은 세포늬 stress 상태와 相關關係가 있는 것으로 推論할수 있음을 보여주었다.