酵母細胞における胞子形成過程及び各種変異株の超微細構造的三次元構築による解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11660073
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平田 愛子 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (30092307)
• キーワード: 酵母 / 減数分裂 / 微細構造 / 3次元構築

研究概要

胞子形成過程には多くの遺伝子が関わっている。これらの遺伝子は減数分裂、胞子形成過程に特異的遺伝子の他に、栄養増殖時に働いている重要な遺伝子も含まれていることが分かってきた。これらの研究の基礎となる酵母の胞子形成過程の微細構造変化を知る目的で電子顕微鏡観察を行った。出芽酵母(Saccharomycescerevisiae)と分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)について、急速凍結置換固定を行い、樹脂包埋後、連続切片を作成し、電子顕微鏡観察、写真撮影後、コンピューターにより、三次元構築を行った。分裂酵母は核融合、第一減数分裂前までは、細胞質微小管が細胞内に多数存在しており、核の周りから細胞の先端まで微小管が伸びてダイナッミックな動きをしていることを示した。また、核内のスピンドル微小管は観察されなかった。一方、出芽酵母は核融合時はSPBから細胞質側の微小管と核内に微小管束が観察された。両酵母共、第二減数分裂でSPBの形態は変化し、分裂酵母は第一減数分裂後は核が2個に分かれ、第二減数分裂に入り、4個の核に分かれ、4個の胞子となった。出芽酵母は第一減数分裂後も核膜は繋がっており、核は1個である。第二減数分裂で一度の4個の核に分かれ、4個の胞子を形成した。分裂酵母のp3k変異株の胞子形成過程を電子顕微鏡観察したところ、前胞子膜の形態及びその伸長方向に異常があった。出芽酵母ではシャペロン系の変異株において、核融合が正常に進まず、核の外膜のみが所々で融合していたが、核の内膜は融合できなかった。また、核分裂に重要なSPBは融合できず、細胞内で2核のまま、それぞれの核内でスピンドルを形成していた。

研究成果

• [文献書誌] Miyuki Sato: "The yeast RER2 gene, identified by endoplasmic reiculum protein localization mutations, encodes cis-prenyltransferase, a key enzyme in dolochol synthesis"Mol. Cell. Biol.. 19・1. 471-483 (1999)
• [文献書誌] Tsuyoshi Takewaka: "Null mutation in IRE1 gene inhibits overproduction of microsomal cytochrome P450Alkl (CYP 52A3) and proliferation of the endoplasmic reticulum in Saccharomyces cerevisiae"J. Biochem.. 125・3. 507-514 (1999)
• [文献書誌] Takahiko Utsugi: "Yeast toml mutant exhibits pleiotropic defects in nuclear division, maintenance of nulear structure and nuleocytoplasmic transport at high tempertures"Gene. 234・2. 285-295 (1999)
• [文献書誌] Eiko Morita: "Role of pyrenoids in the CO_2-concentrating mechanism : comparative morphology, physiology and molecular phylogenetic analysis of closely related strains of Chlamydomonas and Chloromonas (Volocales)"Planta. 208・3. 265-372 (1999)
• [文献書誌] Yukio Kimata: "Mutation of the yeast ε-COP gene ANU2 causes abnomal nuclear morphology and defects in intracellular vesicular transport"Cell Struc. Func.. 24・4. 197-208 (1999)
• [文献書誌] Kyohei Umebayashi: "Unfolded protein response-induced Bip/Kar2p production protects cell growth against accumulation of misfolded protein aggregates in the yeast endoplasmic reticulum"Eur. J. Cell Biol.. 78・10. 726-738 (1999)
• [文献書誌] Isamu Yabe: "Patch clamp studies on V-type ATPase of vacuolar membrane of haploid Saccharomvces cerevisiae Preparation and utilization of a giant cell containing a giant vacuole"J. Biol. Chem.. 274・49. 34903-34910 (1999)