ゲノム規模で単離した分裂酵母の胞子形成必須遺伝子産物の時間・空間配置の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206069
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 下田 親 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80047290)
• 研究分担者: 中村 太郎 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (30291082)
• キーワード: 分裂酵母 / 胞子形成 / 前胞子膜 / シンタキシン / DNA複製 / 転写因子 / スピンドル極体

研究概要

胞子形成関連遺伝子の単離と解析
胞子形成欠損変異株にゲノムライブラリーを導入することにより、胞子形成関連遺伝子を単離した。本年度はとくに、栄養増殖にも必須の遺伝子(sev)に注目した。5個のsev遺伝子の単離につとめ、sev2を除く4個の遺伝子と、1個の多コピーサプレッサー遺伝子を取得できた。これらの遺伝子の基本的な性格付けとタンパク質の細胞内局在を調べた。その結果、sev1タンパク質は核局在で、DNA複製に必須であること、Sev4タンパク質が小胞体に局在するP型ATPアーゼであることを明らかにした。これらが減数分裂前DNA複製や胞子形成に関与することを合わせて解明した。
前胞子膜形成に関与する遺伝子産物の解析
胞子の細胞膜形成に関与する遺伝子産物を重点的に解析した。前胞子膜局在タンパク質として、Spo3とPsy1を同定した。後者はほ乳類のシンタキシン1Aのホモログであった。また、前胞子膜形成の基点となると考えられるスピンドル極体に存在するSpo13タンパク質の働きを調べ、前胞子膜形成に必須であることを証明した。Spo3、Spo13はいずれも胞子形成時に特異的に発現し、胞子形成の完了と共に分解されることがわかった。次に、Spo13遺伝子を栄養細胞で強制発現させたところ前胞子膜に局在するSpo3タンパク質が細胞質内に蓄積することを見いだした。さらに、胞子形成特異的転写因子であるMei4タンパク質を栄養細胞で過剰発現させると、前胞子膜様の構造体ができることを明らかにした。この構造体の形成はspo13遺伝子に依存していた。以上のように、前胞子膜形成に関する理解が飛躍的に深まった。

研究成果

• [文献書誌] Nakamura, T., Nakamura-Kubo, M., Hirata, A., Shimoda, C.: "The Schizosaccharomyces pombe spo3^+ gene is required for assembly of the forespore membrane and genetically interacts with psy1^+ encoding syntaxin-like protein"Mol.Biol.Cell. 12. 3955-3972 (2001)
• [文献書誌] Watanabe, T., Miyashita, K., Saito, T.T., Yoneki, T., Kakihara, Y., Nabeshima, K., Kishi, Y.A., Shimoda, C., Nojima, H.: "Comprehensive isolation of meiosis-specific genes identifies novel proteins and unusual non-coding transcripts in Schizosaccharomyces pombe"Nucl.Acids Res.. 29. 2327-2337 (2001)
• [文献書誌] Nakamura, T., Nakamura, T.T., Shimoda, C.: "A novel fission yeast Cdc7-Dbf4-like kinase complex required for the initiation and progression of meiotic second division"Mol.Cell.Biol.. 22. 309-320 (2002)
• [文献書誌] Morishita, M., Morimoto, F., Kitamura, K., Koga, T., Fukui, Y., Maekawa, H., Yamashita, I., Shimoda, C.: "Phosphatidylinositol 3-phosphate 5-kinase is required for the cellular response to nutritional starvation and mating pheromone signals in Schizosaccharomyces pombe"Genes to Cells. 7(2). 199-215 (2002)
• [文献書誌] Tamai, K.K., Shimoda, C.: "The novel HECT-type ubiquitin-protein ligase Pub2p shares partially overlapping function with Pub1p in Schizosaccharomyces pombe"J.Cell Sci.. 115(in press). (2002)