分裂酵母の減数分裂進行に関わる新規Cdc7/Dbf4様キナーゼ複合体の解析

裂殖酵母减数分裂过程中涉及的新型 Cdc7/Dbf4 样激酶复合物的分析

基本信息

批准号：
16026240
负责人：
中村太郎
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Osaka City 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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16026240/
关键词：
Cdc7 減数分裂分裂酵母胞子形成 DDK スピンドル形成 GFP

项目摘要

分裂酵母のSpo4はCdc7キナーセと高い構造上の相同性を持つにも関わらず、DNA複製に顕著な欠損を示さない。一方、第二減数分裂の開始、進行に顕著な欠損を示す。今回の解析でさらに胞子の細胞膜になる前胞子膜の形成開始にSpo4がはたらくことを明らかにした。Spo4の機能を高温で失うspo4-ts変異株では前胞子膜の形態が明らかに異常であった。spo4-ts変異株に前胞子膜マーカーであるGFP-Psy1、減数分裂をモニターするためにチューブリン-CFPを用いて前胞子膜形成を生細胞でタイムラプス観察した。その結果、spo4-ts変異株では明らかに前胞子膜形成の開始が遅延した。また、その後の膜の伸長も野生型株に比べて明らかに遅かった。このことから、Spo4が前胞子膜形成の開始、および伸長に関わることが明らかになった。Cdc7キナーゼが膜の形成に関わることは知られてなく、本研究が最初の例である。分裂酵母の前胞子膜形成開始のメカニズムは知られていない。本研究で前胞子膜形成に関わるタンパク質をいくつか明らかにした。前胞子膜形成はスピンドル極体(SPB)から始まるが、胞子形成欠損株の中で原因遺伝子産物がSPBに局在するものを新たに2つ取得した。これらのタンパク質Spo2,Spo13は既知のSpo15に局在が依存すること。Spo13はSpo2と、Spo2はSpo13とSpo15と物理的に相互作用することが明らかになった。また、Spo13の局在はSpo2に依存したことから、Spo15-Spo2-Spo13のヒエラルキーが存在することが明らかになった。また、Spo2は減数分裂時にバンドがシフトアップし、この時期にリン酸化を受ける可能性が示唆された。

尽管与 Cdc7 激酶具有高度的结构同源性，裂殖酵母 Spo4 在 DNA 复制方面并未表现出明显的缺陷。另一方面，它显示出第二次减数分裂的启动和进展的显着缺陷。该分析进一步表明，Spo4 在启动前孢子膜的形成过程中发挥作用，该前孢子膜成为孢子的细胞膜。在高温下失去Spo4功能的spo4-ts突变体中，前孢子膜的形态明显异常。使用 spo4-ts 突变株中的前孢子膜标记 GFP-Psy1 和微管蛋白-CFP 来监测减数分裂，对活细胞中前孢子膜的形成进行延时观察。结果，spo4-ts 突变体中前孢子膜形成的起始明显延迟。此外，随后的膜伸长明显慢于野生型菌株。这些结果表明Spo4参与前孢子膜形成的起始和延长。目前尚不清楚Cdc7激酶参与膜形成，本研究是第一个例子。裂殖酵母中前孢子膜形成的起始机制尚不清楚。在这项研究中，我们鉴定了几种参与前孢子膜形成的蛋白质。前孢子膜的形成始于纺锤体极体（SPB），我们新获得了两个孢子形成缺陷菌株，其中致病基因产物定位于SPB。这些蛋白质 Spo2 和 Spo13 的定位取决于已知的 Spo15。结果表明，Spo13 与 Spo2 发生物理相互作用，Spo2 与 Spo13 和 Spo15 发生物理相互作用。此外，Spo13 的定位依赖于 Spo2，表明存在 Spo15-Spo2-Spo13 层次结构。此外，Spo2的条带在减数分裂过程中上移，表明它可能在此期间被磷酸化。