減数分裂における核分裂と細胞膜構築のカップリング機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380338
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 下田 親 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80047290)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 太郎 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (30291082)
• Keywords: 分裂酵母 / 減数分裂 / 前胞子膜形成 / 細胞膜 / スピンドル / 分裂装置

Research Abstract

分裂酵母の胞子形成は高等多細胞生物の配偶子形成過程に相当し、減数分裂を伴う細胞形態形成のモデルとなる。将来、胞子の細胞膜に分化する前胞子膜は第二減数分裂から形成され始める。減数分裂と前胞子膜形成のカップリング機構、特に第一分裂で前胞子膜形成開始が抑制される機構を解明するため、本年度は分子遺伝学的な解析により関連する遺伝子を同定することを目標に研究を進め、次の成果を得た。
1)第一分裂時に前胞子膜が形成される突然変異株gis (gigantic spores)の単離と遺伝解析:大きな2胞子を作る突然変異株を7株単離し、遺伝解析した結果、4つの遺伝子座(gis1-gis4)に集約できた。これらの変異株の多くは温度感受性成長を示したことから、生育に必須の機能を持つことが推定された。2)gis突然変異株の減数分裂・胞子形成の観察:減数分裂の進行をDAPI染色で、前胞子膜形成をGFP-Psy1融合タンパク質を用いて調べ、野生型と異なり、第一分裂時に膜形成が始まることを明らかにした。3)gis遺伝子産物の同定:gis1-gis3変異を相補する遺伝子を各ゲノムライブラリーからクローニングした。部分決定した塩基配列とゲノム配列データベースから当該遺伝子産物を同定したところ、これらは動原体、スピンドル極体、スピンドルに局在するタンパク質であることがわかった。4)以上の結果から、前胞子膜形成が第一分裂で抑制される機構には、分裂装置の構成タンパク質が関係することが推定された。5)分裂装置と前胞子膜を同時に蛍光観察するため、GFP-Psy1(前胞子膜マーカー)、YFP-チューブリンなどの標識システムを完成した。

Research Products

• [Publications] Onishi, M.: "Role of phosphatidylinositol 3-phosphate in formation of forespore membrane in Schizosaccharomyces pombe"Yeast. 20(1). 193-206 (2003)
• [Publications] Nakamura-Kubo, M.: "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(in press). (2003)
• [Publications] Yoshida, S.: "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. (in press). (2003)
• [Publications] 中瀬由起子: "酵母の胞子形成研究の現状-細胞膜構築の原理解明をめざして"実験医学(臨時増刊). 21(5). 676-680 (2003)