MAPキナーゼ及びG2サイクリンと相互関係を示す染色体分配異常突然変異の解析

与 MAP 激酶和 G2 细胞周期蛋白相关的染色体分离异常分析

基本信息

批准号：
09266206
负责人：
杉山伸
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya 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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々が単離したショウジョウバエのGp99の突然変異は卵割期に核分裂後期の染色体分配異常を示した。Gp99突然変異の表現型が、MAPキナーゼシグナル伝達系の活性型突然変異(Dsor1,Dsor3)により抑圧され、G2サイクリン(cyclinA,cyclinB)の機能欠損突然変異により優性に増強される。このことからGp99はMAPキナーゼシグナル伝達系とG2サイクリンを結びつける染色体分配の制御因子だと解釈された。しかし、クローニングしたその遺伝子が新種の蛋白質をコードしてたことから、その生化学的な作用機構は不明である。当初単離したGp99対立遺伝子(allele)はトランスポゾンが非翻訳領域に挿入された機能減少型の突然変異であり、細胞周期におけるGp99遺伝子の機能を正確に把握するためには機能完全欠損型の突然変異の解析が不可欠であった。しかし、新たに単離された2つのGp99機能完全欠損型の突然変異は細胞致死性(cell.lethality)を示し、多細胞生物であるショウジョウバエの表現型の解析は困難であった。そこで単細胞生物である出芽酵母においてGp99とアミノ酸配列の相同性がある遺伝子を解析することを試みた。出芽酵母のGp99類似遺伝子は4種類あり(仮称SC-1,2,3,4)、相同性は約150アミノ酸の領域に限定され、それらの遺伝子機能は判明していなかった。ショウジョウバエGp99との相同性が一番高く、150アミノ酸の相同領域で40%のアミノ酸の一致を示すSC-1遺伝子を破壊し出芽形成が開始される前のG1期で細胞周期が停止していることが判った。このことから出芽酵母SC-1遺伝子は細胞周期制御に働くという点でショウジョウバエGp99遺伝子と機能が進化的に保存されていることが判明した。次に、SC-2、SC-3のそれぞれの遺伝子を破壊したところ、それらが必須遺伝子でないことが判明した。さらに、SC-4遺伝子を破壊したところ、増殖に遅れがありながら、生存には必須ではないことが判明した。しかし、作出した2倍体株では胞子形成が起こらず、DAPIでDNA染色した結果から胞子形成が第一減数分裂以前の分化段階で停止していることが判り、SC-4遺伝子が減数分裂の細胞周期制御に関与していることが示唆された。

我们分离的果蝇 Gp99 突变体在分裂后期表现出异常的染色体分离。 Gp99 突变的表型受到 MAP 激酶信号转导系统（Dsor1、Dsor3）中的活性突变的抑制，并且主要由 G2 细胞周期蛋白（cyclinA、cyclinB）中的功能丧失突变来增强。由此，Gp99被解释为染色体分离的调节因子，连接MAP激酶信号转导系统和G2细胞周期蛋白。然而，由于克隆的基因编码一种新型蛋白质，其生化作用机制尚不清楚。最初分离的 Gp99 等位基因是一种功能降低的突变体，其中转座子被插入到非翻译区，因此突变分析至关重要。然而，两个新分离的 Gp99 功能缺陷突变表现出细胞致死性，使得分析果蝇（一种多细胞生物）的表型变得困难。因此，我们尝试分析单细胞生物酿酒酵母中与Gp99具有同源氨基酸序列的基因。酿酒酵母中有4种类Gp99基因（暂定名为SC-1、2、3、4），但同源性仅限于150个氨基酸左右的区域，其基因功能尚未确定。它与果蝇Gp99具有最高的同源性，并且在150个氨基酸同源区中显示出40％的氨基酸同一性。结果表明，细胞周期在芽形成开始之前停滞在G1期。这些结果表明，酿酒酵母SC-1基因的功能与果蝇Gp99基因在进化上是保守的，因为它在细胞周期控制中起作用。接下来，他们破坏了 SC-2 和 SC-3 基因，发现它们不是必需基因。此外，当SC-4基因被破坏时，人们发现虽然增殖出现延迟，但这并不是生存所必需的。然而，在所创建的二倍体菌株中没有发生孢子形成，并且用DAPI进行DNA染色的结果表明，孢子形成在第一次减数分裂之前的分化阶段停止，这表明SC-4基因在减数分裂过程中被激活。表明它参与细胞周期控制。