胞子形成時にシンタキシンの劇的な細胞内移動を引き起こさせる分子機構の解明

• Project/Area Number: 15032251
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 中村 太郎 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (30291082)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2004: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2003: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: シンタキシン / ミオシン / GFP / エンドサイトーシス / 胞子形成 / SNARE / 分裂酵母 / リアルタイム観察 / 前胞子膜 / 小胞輸送

Research Abstract

分裂酵母のシンタキシンPsy1は栄養増殖には細胞膜に局在するが、胞子形成時になると、将来胞子の細胞膜となる前胞子膜に劇的に局在変化する。本研究はこの局在変化の分子機構を明らかにすることを目的とする。Psy1の局在変化の分子メカニズムを調べることは単に1タンパク質の局在変化ではなく、シンタキシンはターゲット膜を規定するタンパク質なので、膜小胞輸送の方向を変化されるメカニズムとしてもとらえることができる。
Psy1が細胞内に取り込まれるのはエンドサイトーシスの系による可能性が高いと考えられるので、エンドサイトーシス追跡蛍光試薬FM4-64とGFP-Psy1の動きをタイムラプス観察したところ、両者の局在は一致した。また、胞子形成欠損株の中でPsy1の局在変化がみられないものをスクリーニングしたところ、1型ミオシンMyo1の欠損株が、目的の形質を示すことがわかった。また、栄養増殖時に胞子形成特異的転写因子Mei4を強制発現させると、Psy1の局在変化は誘導できることが知られているが、Myo1とSec9(PSy1とともにt-SNARE複合体を構成)を同時に強制発現しても栄養増殖においてもPsy1の局在変化をおこすことができた。sec9^+の発現誘導は一部Mei4に依存しているので、Myo1とSec9がPsy1の局在変化を制御する重要な因子であることがわかった。また、Myo1欠損株ではエンドサイトーシスが欠損していた。以上のことから、Psy1はエンドサイトーシスの系を用いて細胞内に取り込まれ、その過程には1型ミオシンが非常に重要な働きをしていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] 第二減数分裂制御に関わる新しいCdc7/Dbf4キナーゼ複合体Spo4/Spo6 (2005)
  • Author(s): 中村太郎, 淡路 萌, 下田 親
  • Journal Title: 実験医学『細胞周期研究の最先端』 (in press)(仮題)
• [Journal Article] The Sec14 family glycerophospholipid-transfer protein is required for structural integrity of the spindle pole body during meiosis in fission yeast. (2004)
  • Author(s): Nakase, Y., Nakamura T., Okazaki, K., Hirata, A., Shimoda, C
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 1275-1275
• [Journal Article] Sorting nexin homologues are targets of phosphatidylinositol 3-phosphate in sporulation of Schizosaccharomyces pombe. (2004)
  • Author(s): Koga T, Onishi M, Nakamura Y, Hirata A, Nakamura T, Shimoda C, Fukui Y.
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 561-561
• [Journal Article] 酵母の培養と遺伝的改変 (2004)
  • Author(s): 下田 親, 中村太郎, 金子嘉信
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 8月号 増刊バイオ高性能機器・新技術利用マニュアル 49 Pages: 1558-1558
• [Publications] Sato, M., Kong, CJ., Yoshida, H., Nakamura, T., et al.: "Ribosomal proteins S0 and S21 are involved in the stability of 18S rRNA in fission yeast, Schizosaccharomyces pombe."Biochem.Biophys.Res.Commun. 311. 942-947 (2003)
• [Publications] Yoshida, S., Al-Amodi, H., Nakamura, T., et al.: "The Schizosaccharomyces pombe cdt2^+ gene, a target of G1-S phase-specific transcription factor complex DSC1, is required for mitotic and premeiotic DNA replication."Genetics. 164. 881-893 (2003)
• [Publications] Nakamura-Kubo, M., Nakamura, T., Hirata, A., Shimoda, C: "The fission yeast spo14^+ gene encoding a functional homologue of budding yeast Sec12 is required for the development of forespore membranes."Mol.Biol.Cell. 14. 1109-1124 (2003)
• [Publications] 中瀬由起子, 中村太郎, 下田 親: "酵母の胞子形成研究の現状-細胞膜構築の原理をめざして"実験医学. 21.5. 126-130 (2003)
• [Publications] 中村太郎: "分裂酵母の胞子細胞膜はどのような分子構造で構築されるか?"〜ベストペーパーズ賞受賞者からのお便り〜 GSJコミュニケーションズ日本遺伝学会. 26 (2003)
• [Publications] Shimoda C, Nakamura T: "The molecular biology of Schizosaccharomyces pombe"Springer. 443 (2003)