酵母細胞を用いた細胞形態形成機構の分子遺伝学的解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09760090
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 平田 大 広島大学, 工学部, 助教授 (30243603)
• キーワード: 形態形成 / 分裂酵母 / 成長極性 / 細胞増殖

研究概要

形態形成機構は、細胞周期や分化機構と連動した生命体の基本的事象の一つである。形態形成は細胞内外の様々な情報によって制御される複雑な機構であるが、それら多様な情報の最終到達点は一細胞そのものであることから、多細胞における形態形成機構を理解する上で、単細胞での解析が必須であると考えた。そこで、高等動物と同様の細胞質分裂および極性成長様式をとり、その極性が細胞周期に依存してダイナミックに変化する分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)をモデル系として、形態形成機構の分子遺伝子学的解析を行った。具体的な方法としては、変異あるいはある一つの遺伝子を過剰に発現させ、正常細胞から細胞形態異常を示す細胞をスクリーニングし、その原因遺伝子を解析するという、二つのアプローチをとった。
1 生育が温度感受性かつ細胞形態に異常を示す変異体の解析から、極性成長の方向維持や成長部位の確立に必須なAlp1を固定した。Alp1は酵母からヒトまで進化上高度に保存された分子で、微小管の機能発現に重要な分子シャペロンであった。Alp1は生育に必須で、細胞周期をとおし微小管に局在し、微小管の機能に必須な新規MAPsであることが示唆された。
2 誘導発現型プロモーターの下流にcDNAが連結した遺伝子バンクを、分裂酵母野生株に形質転換し、過剰発現時に細胞形態異常を引き起こす遺伝子を系統的に分離した。それらは、成長極性欠損、成長方向異常、成長端選択異常、細胞壁成分の分布異常、隔壁形成異常などに分類された。成長極性欠損(球形)を示す遺伝子として低分子量GTP結合蛋白質Rho2を同定した。実際、Rho2は極性成長領域に局在し、成長極性制御や細胞壁合成に関与することが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] D.Hirata: "Genes that cause aberrant all morphology by overexpression in fission yeast:a role of a small GTP-pinding protein Rho2 in all morphogenesis" J.Cell.Sci.((印刷中))
• [文献書誌] D.Hirata: "Essential role of tubulin-folding cofactor D in microtubules assembly and its association with microtubules in fission yeast" EMBO J.((印刷中))
• [文献書誌] M.Mizunuma: "Roles of calcineurin and Mpk1 in regulating the onset of mitosis in budding yeast" Nature. ((印刷中))
• [文献書誌] T.Takeuchi: "Mutational analysis of Yap1 protein,an AP-l-like transcriptional activator of Sacharomyces cerevizial" FEBS Lett.416. 339-343 (1997)
• [文献書誌] T.Nakamura: "Yeast Crv4/Ttp1,a predicted type II membrane protein,is involved in an event important for grouth,functionally overlapping with the event regulated by calcireurin- and Mpk1-mediated pathways" Mol.Gen.Genet.256. 481-811 (1997)
• [文献書誌] 宮川 都吉: "出芽酵母の多剤耐性ABCトランスポーター" 日本農芸化学会誌. 71・8. 808-811 (1997)