植物の器官発生を支える細胞周期制御系の解明

阐明支持植物器官发育的细胞周期控制系统

基本信息

批准号：
20061021
负责人：
梅田正明
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20061021/
关键词：
細胞周期細胞分裂細胞分化 CDK サイクリン転写因子 DNA損傷気孔

项目摘要

我々はこれまでに、シロイヌナズナのサイクリンD4(CYCD4)が胚軸の気孔形成過程の細胞分裂に特異的に機能することを明らかにしてきた。そこで気孔形成を制御する各種転写因子との関連性を解析したところ、CYCD4がSPEECHLESSの上流で機能することを示唆するデータを得た。また、CYCD4と最も近縁なCYCD2についても過剰発現体と変異体の表現型を観察した結果、葉や胚軸表皮において気孔系列の細胞分裂を促進する機能が示唆された。さらに、CYCD4-CDKAの基質を転写因子ライブラリーの中からin vitroリン酸化アッセイにより探索したところ、これまでに4種類の転写因子が基質候補として単離された。これらの結果は、器官形成を制御する転写ネットワークが細胞周期制御系とサイクリン-CDKを介して密接にクロストークしていることを示している。DNAの二重鎖切断を引き起こすゼオシンなどの薬剤でシロイヌナズナを処理すると、CDKB2の積極的なタンパク質分解が起こることを見出した。これはユビキチンープロテアソーム系を介するPEST配列依存的な分解系であることが明らかになった。また、ゼオシン処理によりゲノムの倍加が進行したこと、この過程で染色体数に変化は見られなかったことから、シロイヌナズナの細胞はDNA損傷ストレスによりCDKB2のタンパク質分解を引き起こし、これがendocycleを誘導することにより一種のストレス回避を行っていることが示唆された。

我们之前已经证明拟南芥细胞周期蛋白 D4 (CYCD4) 在下胚轴气孔形成过程中的细胞分裂中特异性发挥作用。当我们分析与控制气孔形成的各种转录因子的关系时，我们获得的数据表明 CYCD4 在 SPEECHLESS 上游发挥作用。我们还观察了 CYCD2（CYCD4 的最近亲）的过表达子和突变体的表型，并表明它具有促进叶和下胚轴表皮气孔谱系的细胞分裂的功能。此外，我们利用体外磷酸化测定从转录因子库中搜索CYCD4-CDKA的底物，目前已分离出四种类型的转录因子作为候选底物。这些结果表明，控制器官发生的转录网络通过细胞周期蛋白-CDK 与细胞周期控制系统密切串扰。他们发现用博莱霉素等药物处理拟南芥会导致 DNA 双链断裂，导致 CDKB2 主动蛋白水解。这被揭示为由泛素-蛋白酶体系统介导的 PEST 序列依赖性降解系统。此外，用博莱霉素处理进行基因组加倍，在此过程中没有观察到染色体数量的变化，这表明拟南芥细胞由于DNA损伤应激而诱导CDKB2蛋白水解，这表明它们是内循环的。作为一种压力避免。