植物の細胞周期を制御するCDC2遺伝子ファミリーの研究

控制植物细胞周期的CDC2基因家族的研究

• 批准号: 04257209
• 负责人: 岡 穆宏
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 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: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04257209/
• 关键词: シロイヌナズナ; シグナル伝達; 細胞周期; タンパク質キナーゼ; リン酸転移; Arabidopsis; 遺伝子構造

ラムダファージベクターによるシロイヌナズナのcDNAおよび遺伝子ライブラリーを利用して、酵母cdc2遺伝子のホモログのスクリーニングを行い、数種類の候補クローンを得た。このうち2種類のクローン(CDC2a、CDC2b)の塩基配列を決定した。両cDNAの翻訳産物はアミノ酸レベルで互いに56%の相同性を示し、酵母のcdc2遺伝子産物とそれぞれ63%、55%の相同性を示した。CDC2a、CDC2bそれぞれのcDNAに酵母のプロモーターを連結し酵母cdc2変異株に導入したところCDC2aは部分的に相補したがCDC2bは相補しなかった。これらの結果はCDC2aは酵母のcdc2と機能的に非常に近い関係にあり、シロイヌナズナにおいてもH1キナーゼが細胞分裂周期の調節に中心的な役割を果していることを示唆している。一方構造遺伝子の塩基配列解析から、CDC2a、CDC2b遺伝子はそれぞれ8ケおよび3ケのイントロンで分断されていた。このうちCDCaの最初のイントロンのみが5'非翻訳領域に存在し、他はすべて翻訳領域内に存在した。両者のイントロンのうち2ケは同じ位置に存在するが、その長さおよび塩基配列は異っていた。さらにCDC2aの8ケのうちの3ケ、CDC2bの3ケのイントロンのうち1ケは酵母cdc2遺伝子のイントロンの位置と合致したが塩基配列は全く異っていた。これらの結果から、cdc2およびcdc2関連遺伝子はイントロンの追加、削除を繰返しながら進化してきたことが分った。CDC2aおよびCDC2遺伝子の転写調節領域と思われる部分の塩基配列にほとんど類似性が認められない。したがって両遺伝子は異った転写制御を受けていると想像される。この両遺伝子産物がどのような機能分担を行っているかを明らかにするのが今後の課題である。

使用拟南芥 cDNA 和使用 lambda 噬菌体载体的基因文库，我们筛选了酵母 CDC2 基因的同源物并获得了几个候选克隆。确定了其中两个克隆（CDC2a和CDC2b）的核苷酸序列。两种cDNA的翻译产物在氨基酸水平上彼此显示出56％的同源性，并且与酵母cdc2基因产物分别显示出63％和55％的同源性。当酵母启动子与CDC2a和CDC2b的每个cDNA连接并引入酵母CDC2突变株时，CDC2a被部分互补，但CDC2b则没有。这些结果表明CDC2a在功能上与酵母CDC2密切相关，并且H1激酶在拟南芥细胞分裂周期的调节中也发挥着核心作用。另一方面，结构基因的碱基序列分析表明CDC2a和CDC2b基因分别被8个和3个内含子分开。其中，只有CDCa的第一个内含子存在于5'非翻译区，所有其他内含子都存在于翻译区。两种情况下的两个内含子位于同一位置，但它们的长度和碱基序列不同。此外，CDC2a的8个内含子中的3个和CDC2b的3个内含子中的1个与酵母CDC2基因的内含子位置匹配，但碱基序列完全不同。这些结果表明CDC2和CDC2相关基因是通过内含子的重复添加和删除而进化的。被认为是CDC2a转录调控区的部分和CDC2基因的碱基序列几乎没有相似性。因此，假设两个基因都受到不同的转录控制。未来的挑战是弄清楚这两种基因产物之间共享哪些功能。

项目成果

Yoshiro Imajuku: "Exon-intron arganization of the Arabidopsis thaliana protein Kinase genes CDC2a and CDC2b." FEBS Letters. 304. 73-77 (1992)

Yoshiro Imajuku：“拟南芥蛋白激酶基因 CDC2a 和 CDC2b 的外显子-内含子组织化。”

Takashi Hirayama: "Novel protein kinase of Arabidopsis thaliana(APK1)that phosphorylates tyrosine,serine and threonine." Plant Molecular Biology. 20. 653-662 (1992)

Takashi Hirayama：“拟南芥新型蛋白激酶 (APK1)，可磷酸化酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸。”

岡 穆宏: "植物のプロテインキナーゼ遺伝子" 化学と生物. 30. 207-209 (1992)

Muhiro Oka：“植物蛋白激酶基因”化学与生物学。 30. 207-209 (1992)

Hideki,Endoh: "Functional analysis of the VirG-like domain contained in the Agrobacterium VinA protein that senses plant factors." Plant and Cell Physiology. 34. (1993)

Hideki,Endoh：“对农杆菌 VinA 蛋白中包含的 VirG 样结构域进行功能分析，该蛋白可感知植物因子。”