植物発生の基盤となる細胞増殖を制御するシグナル伝達機構

控制细胞增殖的信号转导机制是植物发育的基础

基本信息

批准号：
17027007
负责人：
梅田正明
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology (2006)The University of Tokyo (2005)
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では細胞周期の視点から細胞増殖と分化を制御するシグナルを捉えて、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)の活性制御因子とそれらの機能を上流で制御するシグナル伝達機構について明らかにすることを目的として研究を行った。植物には細胞周期を直接制御するCDKとして、CDKAとCDKBの2種類が存在する。CDKAの遺伝子発現は細胞がもつ分裂能と強い相関があることが示唆されていることから、我々はシロイヌナズナのCDKA;1遺伝子の発現制御機構を探る目的でプロモーター解析を行った。その結果、葉の裏側の表皮細胞特異的なシス配列など、いくつか特徴的なシス配列の存在が明らかになった。一方、CDKBはmRNAレベルでS期後期からM期にかけて発現することが明らかにされているが、タンパク質レベルの制御については解析が進んでいなかった。CDKBのサブタイプの一つであるCDKB2は高いPEST scoreを示すアミノ配列を有することから、培養細胞と植物体においてタンパク質の安定性を検討した。その結果、シロイヌナズナのCDKB2;1はプロテアソーム依存的な分解制御を受けること、またこの分解制御がG2/M期特異的な周期変動を刻む上で必須であることが示された。CDKの活性化には、サイクリンの結合の他に、CDK活性化キナーゼ(CAK)によるリン酸化制御が必要である。シロイヌナズナには大きく分けてCDKDとCDKFの2種類のCAKが存在する。今回、CDKF;1のT-DNA挿入変異体の解析を行ったところ、CDKF;1は主にCDKBの活性化に寄与し、細胞分裂だけでなく細胞伸長の制御にも関与していることが明らかになった。

该项目的目的是从细胞周期的角度了解控制细胞增殖和分化的信号，并阐明细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的活性调节因子以及控制其上游功能的信号转导机制。研究为在植物中，有两种类型的CDK直接控制细胞周期：CDKA和CDKB。由于CDKA基因表达与细胞分裂能力密切相关，我们进行了启动子分析，以探索拟南芥CDKA;1基因的表达控制机制。结果揭示了几种特征性顺式序列的存在，包括叶子背面表皮细胞特有的顺式序列。另一方面，CDKB已被证明在S期晚期到M期的mRNA水平上表达，但蛋白质水平的调节尚未分析。由于 CDKB2（CDKB 的亚型之一）的氨基酸序列显示出较高的 PEST 评分，因此我们研究了该蛋白质在培养细胞和植物中的稳定性。结果表明，拟南芥CDKB2;1受到蛋白酶体依赖性降解控制，并且这种降解控制对于G2/M期特异性周期性波动至关重要。除了细胞周期蛋白结合之外，CDK 激活还需要 CDK 激活激酶 (CAK) 的磷酸化控制。拟南芥中有两种主要的 CAK 类型：CDKD 和 CDKF。这次，我们分析了CDKF;1的T-DNA插入突变体，发现CDKF;1主要有助于CDKB的激活，不仅参与细胞分裂，而且还参与细胞伸长的调节。