1989 年度実績報告書

カルシウムイオンによる細胞増殖の調節機構

研究課題

研究課題/領域番号	63440088
研究機関	東京大学
研究代表者	安楽泰宏東京大学, 理学部, 教授 (20012643)
研究分担者	飯田秀利基礎生物学研究所, 助手 (70124435) 大矢禎一東京大学, 理学部, 助手 (20183767) 中野明彦東京大学, 理学部, 講師 (90142140)
キーワード	カルシウムイオン / 酵母 / 増殖調節 / 顕微分光法 / カルシウム蛍光 / 液胞 / カルモジュリン / α因子
研究概要	酵母細胞内の遊離Ca^<2+>濃度とその変動をリアルタイムで観測するシステムとして、ニコン蛍光落射顕微鏡マイクロフォトFXと浜松ホトニクスARGUSー100を中心とした顕微分光システムを開発した。また、Ca^<2+>特異的蛍光試薬としてfuraー2を用い、これを電気パルス法で効率よく酵母細胞内に注入する条件を確立した。この新しい実験方法を用いて、カルシウムイオンによる細胞増殖の調節機構を解析し、以下の成果を得た。1)野生型酵母の細胞内遊離Ca^<2+>濃度(〔Ca^<2+>〕i)は培地中のCa^<2+>濃度(CaCl_2;1〜100mM)の如何にかかわらず、約100nMに維持されていた。2)液胞はCa^<2+>の細胞内貯蔵オルガネラである。このため液胞を欠失した変異株では〔Ca^<2+>〕iの定常濃度を維持することができず、Ca^<2+>-感受性になることがわかった。3)酵母を10mM EGTAおよび10μM23187で処理すると細胞はCa^<2+>欠乏状態となる。この時、〔Ca^<2+>〕iは10nMのレベルに低下して、細胞は一旦G_1期で増殖を停止するが、その後出芽は停止したままDNA合成はゆるやかに回復してG_2期/M期で完全に停止することがわかった。このことは、Ca^<2+>がDNA合成と出芽を協同的に調節していることを示している。4)性フェロモンα因子の添加により、酵母のa接合型細胞はG_1期に停止し、ついで接合管の形成を開始する。この時、この形態形成のタイムコ-スと平行して、細胞膜のCa^<2+>チャンネルが一過的に開口することを見出した。この結果〔Ca^<2+>〕iは600〜800nMに上昇すること、この一過的な〔Ca^<2+>〕iの上昇により、a接合型細胞は細胞死をまぬかれることが明らかになった。5)Ca^<2+>-結合蛋白カルモジュリンの遺伝子の上流にガラクト-スプロモ-タ-を融合した融合遺伝子をプラスミド上に作成し、条件性致死変異株を得た。この変異株を用いて、カルモジュリンが核分裂に必須であることを確証した。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Iida,H.,Yagawa,Y.,and Anraku,Y.: "Essential role for induced Ca^<2+> influx followed by〔Ca^<2+>〕i rise in maintaining viability of yeast cells late in the mating pheromone response pathway" J.Biol.Chem.265. (1990)
[文献書誌] Iida,Y.,Yagawa,Y.,Sakaguchi,S.,and Anraku,Y.: "Cell cycle control by Ca^<2+> during G_1 and mitosis in Saccharomyces cerevisiae" J.Biol.Chem.265. (1990)
[文献書誌] Ohya,Y.,and Anraku,Y.: "A galactoseーdependent cmd1 mutant of Saccharomyces cerevisiae:Involvement of calmodulin in nuclear division" Curr.Genet.15. 113-120 (1989)
[文献書誌] Ohya,Y.,and Anraku,Y.: "Functional expression of chicken calmodulin in yeast" Biochem.Biophys.Res.Commun.158. 541-547 (1989)
[文献書誌] Anraku,Y.,Umemoto,N.,Hirata,R.,and Wada,Y.: "Structure and function of the yeastvacuolar membrane proton ATPase" J.Bioenerg.Biomembr.21. 589-603 (1989)
[文献書誌] Anraku,Y.: "Plant water relations and growth under stress" MYU K.K.(TOKYO), 507 (1989)

1989 年度 実績報告書

カルシウムイオンによる細胞増殖の調節機構

研究代表者

安楽 泰宏 東京大学, 理学部, 教授 (20012643)

研究成果

[文献書誌] Iida,H.,Yagawa,Y.,and Anraku,Y.: "Essential role for induced Ca^<2+> influx followed by〔Ca^<2+>〕i rise in maintaining viability of yeast cells late in the mating pheromone response pathway" J.Biol.Chem.265. (1990)

[文献書誌] Iida,Y.,Yagawa,Y.,Sakaguchi,S.,and Anraku,Y.: "Cell cycle control by Ca^<2+> during G_1 and mitosis in Saccharomyces cerevisiae" J.Biol.Chem.265. (1990)

[文献書誌] Ohya,Y.,and Anraku,Y.: "A galactoseーdependent cmd1 mutant of Saccharomyces cerevisiae:Involvement of calmodulin in nuclear division" Curr.Genet.15. 113-120 (1989)

[文献書誌] Ohya,Y.,and Anraku,Y.: "Functional expression of chicken calmodulin in yeast" Biochem.Biophys.Res.Commun.158. 541-547 (1989)

[文献書誌] Anraku,Y.,Umemoto,N.,Hirata,R.,and Wada,Y.: "Structure and function of the yeastvacuolar membrane proton ATPase" J.Bioenerg.Biomembr.21. 589-603 (1989)

[文献書誌] Anraku,Y.: "Plant water relations and growth under stress" MYU K.K.(TOKYO), 507 (1989)

1989 年度実績報告書

安楽泰宏東京大学, 理学部, 教授 (20012643)