酵母の成長極性を関知・制御する新規チェックポイント機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680787
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSIlY
• Principal Investigator: 平田 大 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (30243603)
• Keywords: 細胞周期 / 成長極性 / 情報伝達 / チェックポイント

Research Abstract

本研究では、分裂・出芽両酵母を使って、酵母の成長極性を関知・制御するチェックポイント機構を解析し、以下の知見を得た。
1.形態形成チェックポイントに関与する情報伝達ネットワーク(出芽酵母):細胞内で主要な二つの情報伝達経路、Ca^<2+>情報伝達経路とHOGMAPK経路が、細胞増殖(出芽機構とM期開始)を拮抗的に制御することを見いだした。具体的には、Calcineurinが、出芽に先立つアクチン極性化とSwelキナーゼの活性化を介しM期開始を阻害し、一方、HOG経路が、アクチン極性化後の出芽機構を活性化することによりM期開始を促進することを見いだした。さらに、HOG経路によるM期開始促進機構の本質は、形態形成チェックポイントに依存したSwel蛋白質分解の解除(分解促進)に起因することが示唆された。本研究により、細胞増殖を制御する、複雑な情報伝達経路の一端が明らかになった(A.Shitamukai et al.,J.Biol.Chem.,2004)。
2.アクチン細胞骨格へのEtOHの効果(出芽酵母):EtOHと、細胞形態形成チェックポイント活性化機構との可能性を見いだした。具体的には、EtOH添加によって、アクチン細胞骨格の一時的分散と細胞周期間期の遅延が起こることを見いだした。また、後者に、Swe1を介するM期開始の阻害機構が含まれること、さらに、成育非必須遺伝子を全て破壊した破壊株ライブラリーを使って、EtOH存在下の細胞増殖に必須な遺伝子を網羅的に検索し、少なくとも、256個の遺伝子が重要であることを見いだした(S.Kubota et al.,Biosci.Biotechnol.Biochem.,in press.)

Research Products

• [Publications] A.Shitamukai et al.: "Evidence for Antagonistic Regulation of Cell Growth by the Calcineurin and High Osmolarity Glycerol Pathways in Saccharomyces cerevisiae"J.Biol.Chem.. 276. 3651-3661 (2004)
• [Publications] S.Kubota et al.: "Effect of Ethanol on Cell Growth of Budding Yeast : Genes That are Important for Cell Growth in the Presence of Ethanol"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 68(in press). (2004)
• [Publications] 金井宗良, 平田 大: "細胞形態形成と細胞周期とを連携制御するチェックポイント"化学と生物(日本農芸化学会). 41. 651-656 (2003)