出芽酵母の全プロテインホスファターゼ遺伝子二重破壊株のトランスクリプトーム、プロテオーム解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13206039
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 原島 俊 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70116086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 嘉信 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90161182)
• Keywords: 酵母 / ゲノム / プロテインホスファターゼ / 遺伝子破壊 / 機能重複 / トランスクリプトーム / DNAマイクロアレイ

Research Abstract

タンパク質のリン酸化・脱リン酸化は、細胞機能の代表的な制御様式である。出芽酵母では約250のリン酸化タンパク質が知られているが、これらのタンパク質が、どのようなリン酸化酵素(PKase)によってリン酸化され、どのような脱リン酸化酵素(PPase)によって、脱リン酸化されるかは知見に乏しい。配列情報から、出芽酵母にはPKaseが117、PPaseが32存在することが知られている。我々は、PPaseのように特定の酵素活性を持つタンパクでは機能重複があることを予想し、単一破壊株だけでなく、全ての組合わせ(435通り)について二重破壊変異株を作製して、その網羅的な表現型解析を行ってきた。本研究は、こうした表現型の検定による遺伝的な解析結果を、表現型が現れる原因である遺伝子発現や遺伝子産物の変化に結び付けることを目的とする。そのため、本研究では、PPase破壊株と野生型株について、トランスクリプトームやプロテオームを比較解析し、それぞれのPPaseによって制御される遺伝子群やタンパク質群の系統的な同定を目指した。まず、単一破壊が致死でない30株について、全ての組合わせ(435株)の二重破壊株の構築を完了した。また、それらの全てが生存可能であること、4組(Δpph21 Δpph22、Δppz1 Δppz2:37oCでの増殖遅延、ΔPtc2 Δmsg5: NaCl、CaCl2感受性、Δptp2 Δmsg5: CaCl2感受性)が、それぞれの単一破壊株で見られない表現型を示すことを見い出した。上記の解析を通じて、異なるファミリーに属するPPase間で、機能重複があることを見い出した。さらに、破壊株が低温感受性増殖を示すYvh1と相互作用するタンパクを、two-hybrid法によりスクリーニングし、機能未知のYph1 (YGR103w)を同定した。野生型株とyvh1破壊株のトランスクリプトームの比較解析から、yvh1破壊株では、解糖系やタンパク合成系遺伝子群の発現が低下していることを見い出した。

Research Products

• [Publications] Nakagawa, Y. et al.: "O2R a regulatory element mediating Rox-1p-independent O2 and unsaturated fatty acid repressions of OLE1, in Saccharomyces cerevisiae"J. Bacrteriol.. 183. 745-751 (2001)
• [Publications] Harashima, S., Kaneko Y.: "Application of the PHO5-gene-fusion technology to molecular genetics and biotechnology of yeast"J Biosci. Bioeng.. 91. 325-338 (2001)
• [Publications] Tamai Y, et al.: "HO gene polymorphism in Saccharomyces industrial yeasts and application of novel HO genes to convert homothallism to heterothallism in combination with the mating-type detection cassette"Appl Microbiol Biotechnol. 55. 333-340 (2001)
• [Publications] Sakumoto N. et al.: "Dual-specificity protein phosphatase Yvh1p, which is required for vegetative growth and sporulation, interacts with yeast pescadillo homolog in Saccharomyces cerevisiae"Biochem Biophys Res Commun. 289. 608-615 (2001)
• [Publications] Shibasaki S, et al.: "Intelligent yeast strains with the ability to self-monitor the concentrations of intra-and extracellular phosphate or ammonium ion by emission of fluorescence from the cell surface"Appl Microbiol Biotechnol. 57. 702-707 (2001)