酵母における時間・空間認識の分子生物学

• Project/Area Number: 06660110
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 土屋 英子 広島大学, 工学部, 助教授 (90127671)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1994: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: Saccharoluyces Cerevisial / 細胞増殖 / カルシウム / カルモジュリン

Research Abstract

出芽酵母の増殖は細胞周期と呼ばれる時間軸にそった一連の反応の進行と、出芽という空間認識の総和としてとらえることができる。一般に菌類の生長は細胞先端に限られ、この部位には高いカルシウムイオン濃度が保たれていることが知られており、カルシウムイオンは細胞生長の空間的認識の過程に重要な意味を持つものの一つであると考えられる。また同時にカルシウムイオンは細胞周期の進行の過程にも重要な役割を果たすものであることが知られている。出芽酵母の細胞周期と細胞生長のサイクルの接点はG1期にあたると考えられているが、我々はこの時期の調節に関わる種々の遺伝子の活性発現に重要な役割を果たしていると考えられるSAS1/SSD1遺伝子をクローニングして解析した結果、この遺伝子の欠失変異株が細胞内の主要なカルシウムイオン結合蛋白カルモジュリンの拮抗阻害剤トリフルオペラジン(TFP)に特異的に感受性を示すことを見出した。本遺伝子欠損株のTFP感受性を高発現によって抑圧しうる遺伝子のスクリーニングを行ない、新規遺伝子STS1をクローニングした。本研究はSTS1ならびにSAS1/SSD1の遺伝学的および生化学的機能の解析を通じて、細胞周期と細胞生長の相関を理解する手掛りを得ることを目的として行い、以下の成果を得た。1)STS1遺伝子のDNA塩基配列の決定を行い、本遺伝子が915アミノ酸からなる新規な蛋白をコードすることを明らかにした。2)STS1遺伝子の破壊株を作製し、その形質を調べた結果、この株が弱いTFP感受性と温度感受性を示すことを見出した。また、この形質はSAS1遺伝子を同時に破壊することによって増強され、さらに、STS1破壊の形質はSAS1遺伝子の高発現によって抑圧されたことから、両遺伝子が共同して働いている可能性が示唆された。3)両遺伝子の二重破壊株は制限温度下で出芽の異常を示した事から、両遺伝子は細胞周期と出芽の同調に関わる可能性が強く示された。