植物細胞内シグナル伝達系遺伝子の単離とその機能解析

植物细胞内信号转导系统基因的分离及其功能分析

基本信息

批准号：
03262214
负责人：
松井南
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nippon Medical School
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03262214/
关键词：
Gタンパク質シロイヌナズナ GTP結合性シグナル伝達 CDC2 細胞周期

项目摘要

Gタンパク質は、哺乳類から酵母に至るまで存在し、細胞外からの刺激を細胞内に伝える仲立ちをするものや、細胞内にある小胞に存在してそれらの運搬に関与したり、核内で染色体の凝集を制御しているRCC1タンパク質等を複合体を形成していることが知られている。我々は、この様に細胞内で様々なシグナル系において中心的な働きをしていると考えられるGタンパク質を調べるために植物ゲノムからこの様な遺伝子を単離し研究してきた。今回我々は、シロイヌナズナのsmall G protein の細胞内及び各組識での分布を調べるためにARAー2,ARAー4の2つのタンパク質の抗体を作成した。その結果これらのGタンパク質はどちらも細胞膜ではなく、オルガネラの膜画分に存在することが分かった。またこれらのタンパク質はGTP結合性を持っていることがin vitroにおいて発現したタンパク質で確認した。またこれらの遺伝子を導入した形質転換植物を作成した。またGタンパク質とならんでシグナル伝達系、中でも細胞周期に関与した遺伝子の探索を行なった。細胞周期を制御する鍵となる遺伝子は、酵母で主に研究されているが、この酵母の遺伝子CDC2を遺伝子プロ-ブとして用いてシロイヌナズナから2つのCDC遺伝子の相同遺伝子を単離することができた。これらのうち1つの遺伝子CDC2aは酵母でCDC2遺伝子が温度感受性になっている株を部分的ではあるが相補することが分った。このことから単離した遺伝子のうち少なくとも一つの遺伝子は、細胞分裂に関与しているのではないかということが示唆された。動物細胞では少なくとも2つのCDC2遺伝子が存在し各々細胞周期の別の所で関与していると考えられている。CDC2aが分裂酵母のCDC2温度感受性変異を完全には相補できないことは、この遺伝子が細胞周期のノケ所でのみ関与していることが示唆された。

G蛋白存在于从哺乳动物到酵母的所有生物中，它们介导从细胞外到细胞内的刺激传递，存在于细胞内的囊泡中并参与它们的运输，并且已知它存在于细胞核中。与 RCC1 蛋白的复合物，控制染色体聚集。我们从植物基因组中分离并研究了此类基因，以研究 G 蛋白，G 蛋白被认为在各种细胞内信号系统中发挥着核心作用。在这项研究中，我们创建了针对两种蛋白 ARA-2 和 ARA-4 的抗体，以研究拟南芥小 G 蛋白在细胞内和各种组织中的分布。结果表明，这两种 G 蛋白都存在于细胞器膜部分，而不是细胞膜中。此外，已证实这些蛋白质在体外表达时具有 GTP 结合特性。我们还创建了引入这些基因的转基因植物。除了G蛋白之外，我们还寻找参与信号转导系统，特别是细胞周期的基因。控制细胞周期的关键基因主要在酵母中进行研究，通过使用酵母基因CDC2作为基因探针，我们能够从拟南芥Ta中分离出CDC基因的两个同源物。其中一个基因 CDC2a，被发现可以部分补充 CDC2 基因对温度敏感的酵母菌株。这表明至少一个分离的基因可能参与细胞分裂。人们认为动物细胞中至少有两个 CDC2 基因，每个基因参与细胞周期的不同部分。 CDC2a 无法完全补充裂殖酵母中 CDC2 的温度敏感突变，表明该基因仅在细胞周期开始时参与。