細胞周期の活性化による分裂組織の形成機構

细胞周期激活的分生组织形成机制

基本信息

批准号：
10182207
负责人：
梅田正明
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では細胞周期の活性化因子としてCDK活性化キナーゼ(CAK)に注目して、植物細胞の分裂活性の維持および活性化における役割を明らかにすることを目的とした。まず、本研究で単離したアラビドプシスのCAK(Cak1At)のキナーゼ活性を解析した結果、Cak1AtはヒトのCDK2のT160を特異的にリン酸化することが明らかになった。また、ゲルろ過によりCAK活性を有する画分を同定したところ、約180kDaのCak1At複合体の溶出画分と一致した。次に、グルココルチコイド転写誘導系を用いて、センス・アンチセンスの両方向でcak1Atをアラビドプシスで発現させたところ、センス・アンチセンスともDEX処理により根の伸長が阻害されることが明らかになった。そこで、cyclin-GUSをこれらのトランスジェニック植物に入れて根端分裂組織の細胞分裂を観察したところ、DEX処理によりG2/M期以外のステージで細胞周期が停止していることが明らかになった。維管束、皮層、columella細胞層の始原細胞についてさらに詳細に観察したところ、いずれの場合もDEX処理により始原細胞がそれぞれの細胞層特異的に分化していた。したがって、個々の細胞の運命を決定する上で、細胞分裂は分化の方向性にも積極的に関与しているものと考えられた。一方、イネのR2についてもCak1Atと同様にキナーゼ活性を解析したところ、R2はヒトのCDK2とイネのCdc2Os1をリン酸化することが明らかになった。また、ゲルろ過によりR2複合体を解析したところ、R2は少なくとも3種類のタンパク質複合体(70kDa,105kDa,190kDa)を形成し、その中で105kDa複合体が活性型であることが明らかになった。したがって、190kDa複合体はR2のキナーゼ活性を阻害する因子を含んでいることが予想された。

在本研究中，我们重点关注 CDK 激活激酶 (CAK) 作为细胞周期激活剂，旨在阐明其在维持和激活植物细胞有丝分裂活性中的作用。首先，对本研究中分离的拟南芥 CAK (Cak1At) 的激酶活性进行分析表明，Cak1At 特异性磷酸化人 CDK2 的 T160。此外，当我们通过凝胶过滤鉴定出具有 CAK 活性的级分时，它与大约 180 kDa Cak1At 复合物的洗脱级分相匹配。接下来，我们使用糖皮质激素转录诱导系统在拟南芥中以正义和反义方向表达cak1At，并发现DEX处理抑制正义和反义方向的根伸长。当我们将细胞周期蛋白-GUS引入这些转基因植物并观察根分生组织中的细胞分裂时，我们发现DEX处理将细胞周期停滞在G2/M期以外的阶段。对维管束、皮质层和小柱细胞层的祖细胞进行更详细的观察表明，在所有情况下，祖细胞都通过 DEX 处理针对每个细胞层进行特异性分化。因此，在决定单个细胞的命运时，细胞分裂被认为积极参与分化的方向。另一方面，当我们以与Cak1At相同的方式分析水稻R2的激酶活性时，我们发现R2磷酸化人类CDK2和水稻Cdc2Os1。此外，通过凝胶过滤对R2复合物进行分析表明，R2形成至少三种类型的蛋白质复合物（70kDa、105kDa和190kDa），其中105kDa复合物是活性形式。因此，预测190kDa复合物含有抑制R2激酶活性的因子。