細胞周期G2/M期転写制御と個体の形態形成

细胞周期 G2/M 期转录控制和个体形态发生

• 批准号: 13017207
• 负责人: 伊藤 正樹
• 金额: $ 1.6万
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13017207/
• 关键词: 細胞周期; サイクリン; 転写制御; 転写因子; Myb; タバコ; プロモーター

高等植物のG2/M期転写制御に関わるMyb様転写因子(NtmybA1,NtmybA2,NtmybB)に関して研究を行い、以下の二つの項目に関して成果を上げたので、それぞれについて概説する。(1)NtmybA2の翻訳後調節による転写活性化の制御NtmybA2はBY2プロトプラストにおいて、MSA elementを含むB-typeサイクリンプロモーターなどを活性化するが、このときA-typeおよびB-typeサイクリンを共発現させることにより、プロモーターの活性化が2-3倍程度増大する。この活性化はdominant negative型cdc2の共発現、およびNtmybA2のC末端領域の欠損により認められなくなることから、CDKによるNtmybA2のC末端領域のリン酸化が転写活性可のコントロールに働いていると予想された。実際にBY2のCDK活性によりNtmybA2のC末端領域がin vitroでリン酸化され、このキナーゼ活性は、細胞周期のG2/M期に特異的に認められた。このことは、A-typeおよびB-typeのサイクリンがCDKを介して、NtmybA2を時期特異的に活性化し、それによりNtmybA2が正のfeedback制御を受けている可能性を示した。(2)NtmybA1,A2の遺伝子上流域NtmybA1やA2は自身の遺伝子が、G2/M期に特異的に発現する。これら遺伝子のプロモーター領域にはMSA様の配列が繰り返し存在していたため、自身の遺伝子を活性化するautoregulationが考えられた。これらのプロモーターの細胞周期中での活性変動やNtmybによる転写活性化などを明らかにする必要があるが、今のところ、NtmybA1,A2は(1)自身の遺伝子の転写活性化、(2)標的遺伝子産物による翻訳後の活性化という二つのレベルでのpositive feedback機構が働いており、これによりB-typeサイクリン遺伝子などのG2期での急激な転写活性の増大を可能にしていると考えられる。

我们对参与高等植物G2/M期转录控制的Myb样转录因子（NtmybA1、NtmybA2、NtmybB）进行了研究，并取得了以下两项成果，因此我们将分别进行概述。 (1)通过NtmybA2的翻译后调节控制转录激活 NtmybA2激活BY2原生质体中含有MSA元件的B型细胞周期蛋白启动子，并且此时共表达A型和B型细胞周期蛋白，这使启动子激活增加了约。 2-3次。由于这种激活被显性失活CDC2和NtmybA2 C末端区域的共表达所消除，因此预测CDK对NtmybA2 C末端区域的磷酸化起到控制转录激活的作用。事实上，NtmybA2 的 C 末端区域在体外被 BY2 的 CDK 活性磷酸化，并且这种激酶活性在细胞周期的 G2/M 期特异地观察到。这表明A型和B型细胞周期蛋白可能通过CDK以特定时期的方式激活NtmybA2，从而NtmybA2受到正反馈控制。 (2)NtmybA1和A2的上游基因 NtmybA1和A2的基因在G2/M期特异性表达。由于 MSA 样序列重复存在于这些基因的启动子区域，因此考虑了自动调节以激活它们自己的基因。虽然有必要澄清这些启动子在细胞周期中的活性波动以及 Ntmyb 的转录激活，但目前来看，NtmybA1 和 A2 负责（1）自身基因的转录激活，（2）正反馈机制发挥作用在两个水平上：基因产物的翻译后激活，这被认为能够使 B 型细胞周期蛋白基因和其他基因在 G2 期的转录活性迅速增加。

项目成果

Fujiki, Y.: "Activation of the promoters of Arabidopsis genes for the branched-chain a-keto acid dehydrogenase complex in transgenic tobacco BY2 cells under sugar starvation"Plant Cell Physiol.. (in press). (2002)

Fujiki, Y.：“糖饥饿下转基因烟草 BY2 细胞中支链 α-酮酸脱氢酶复合物的拟南芥基因启动子的激活”Plant Cell Physiol..（出版中）。

Furumoto, T.: "Phosphorylation of a bifunctional enzyme, 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphate 2-phosphatase, is regulated physiologically and developmentally in rosette leaves"Plant Cell Physiol.. 43. 1044-1048 (2001)

Furumoto, T.：“双功能酶 6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸 2-磷酸酶的磷酸化在莲座叶中受到生理和发育调节”植物细胞生理学.. 43. 1044-1048

Ito, M.: "G2/M-phase-specific transcription during the plant cell cycle is mediated by c-Myb-like transcription factors"Plant Cell. 13. 1891-1905 (2001)

Ito, M.：“植物细胞周期中的 G2/M 期特异性转录是由 c-Myb 样转录因子介导的”Plant Cell。

Fujiki Y.: "Leucine and its keto acid enhance the coodinated expression of genes for branched-chain amino acid catabolism in Arabidopsis under sugar starvation"FEBS Lett.. 499. 161-165 (2001)

Fujiki Y.：“亮氨酸及其酮酸增强糖饥饿下拟南芥中支链氨基酸分解代谢基因的协调表达”FEBS Lett.. 499. 161-165 (2001)

Yoshid, S.: "Identification of a novel gene HYS1/CPR5 that has a repressive role in the induction of leaf senescence and pathogen-defense responses in Arabidopsis thaliana"Plant J.. 29. 427-437 (2002)

Yoshid, S.：“新基因 HYS1/CPR5 的鉴定，该基因在拟南芥叶片衰老和病原体防御反应的诱导中具有抑制作用”Plant J.. 29. 427-437 (2002)