植物のメリステム構築とサイクリン依存性キナーゼの活性制御機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640642
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 梅田 正明 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (80221810)
• Keywords: 植物 / 細胞分裂 / 細胞周期 / 分裂組織 / サイクリン依存性キナーゼ / サイクリン / 分化 / リン酸化

Research Abstract

本研究では、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)を細胞周期の中心的な制御因子として捉えて、その活性を制御するシグナル伝達機構の解明を目指している。まず、シロイヌナズナのCDK活性化キナーゼ遺伝子(cak1At, cak2At, cak3At, cak4At)を分裂酵母のcsk1, mcs2温度感受性変異株で発現させ、温度感受性を抑庄するか否かを検討した。その結果、cak1Atが強い抑圧活性を有することが明らかになった。そこで、Cak2At, Cak3At, Cak4Atを大腸菌で発現させ、それらを基質に用いてキナーゼアッセイを行なった。酵素として抗Cak1At抗体による免疫沈降物を用いたところ、Cak2AtやCak4AtのT-ループのスレオニン残基を特異的にリン酸化することが明らかになった。また、大腸菌で発現させたCaklAtの組み換えタンパク質を用いた場合も強いリン酸化活性が確認された。したがって、Cak1Atは直接Cak2AtやCak4Atをリン酸化する活性を有するものと考えられる。以上の結果は、シロイヌナズナにCak1At→Cak2/4At→CDKというリン酸化カスケードが存在することを示唆しており、現在、各種ホルモンによる制御機構について解析を進めている。一方、cak1Atの形質転換体を利用してCDK活性の減少に伴う分化状態の変化について解析を行なった結果、根端分裂組織の細胞の多くが分化の方向へ進行すること、またある種の表皮細胞のマーカー遺伝子の発現が根冠から中心柱へと変化することが明らかになった。そこで、CDK活性と個々の細胞のアイデンティティーの関連性について、さらに詳細な解析を進めている。

Research Products

• [Publications] Pan, L.: "The Arabidopsis thalilana ethylene-responsive element binding protein (AtEBP) can function as a dominant suppressor of Bax-induced cell death of yeast"FEBS Letter. 508. 375-378 (2001)
• [Publications] Barrero, R.A.: "Arabidopsis CAP regutates actin cytoskeleton necessary for the plant cellelongation and division"Plant Cell. 14. 149-163 (2002)
• [Publications] Fabian-Marwedel, T.: "The rice cyclin-dependent kinase-activating kinase R2 regulates S-phase progression"Plant Cell. 14. 197-210 (2002)
• [Publications] Umeda, M.: "The CDK-Activating Kinase (CAK)"Landes Bioscience, Texas. 10 (2001)
• [Publications] Uchimiya, H.: "Rice Genetics IV"International Rice Research Institute, Los Banos (Philippines). 12 (2001)