出芽酵母の細胞極性形成におけるアクチン再構成の分子機構の解析

出芽酵母の細胞極性形成におけるアクチン再構成の分子機構を明らかにするために、本研究ではタイプIミオシンに注目して解析を行った。平成12年度において、タイプIミオシンの温度感受性変異株を作製し、それを用いてタイプIミオシンと遺伝学的相互作用する因子としてCDC50を同定した。CDC50遺伝子産物(Cdc50p)は、これまでにほとんど機能を明らかとされていないが、相同性のあるタンパク質が酵母からヒトまで真核生物に広く存在し、基本的な生命活動に重要な役割をしている可能性が示唆されている。平成13年度は、このCdc50pの機能についてさらに詳細に解析した。まず、Cdc50pの細胞内局在を検討したところ、Cdc50pは界面活性剤により可溶化される膜タンパク質であった。ショ糖密度勾配遠心による細胞分画、また、間接蛍光抗体法による免疫染色実験から、Cdc50pは後期エンドソームに局在することを明らかにした。次に、CDC50遺伝子破壊株(cdc50Δ)を用いて、Cdc50pの細胞内での役割を調べた。cdc50Δ変異株は低温において、野生型よりも丸く極性を失った形態を示し、また、多くの細胞は小さな芽を出した状態で増殖を停止する。この時の細胞の状態を、細胞生物学的に詳細に解析し、以下のことを明らかにした。1)アクチンの細胞内局在が異常となる。2)エンドサイトーシスの後半の過程である、液胞への輸送が異常となる。3)細胞極性形成に重要な役割を果たしていることが知られている因子である、Gic1p、Bni1pの細胞内局在が異常となる。これらのことから、Cdc50pは、後期エンドソームに局在し、細胞の極性形成に関わる因子の局在を直接的(あるいは間接的)に制御することを通して、細胞極性形成を調節している重要なタンパク質であることが示唆された。

出芽酵母の細胞極性形成におけるアクチン再構成の分子機構を明らかにするために、本研究ではタイプIミオシンに注目して解析を行った。平成12年度において、タイプIミオシンの温度感受性変異株を作製し、それを用いてタイプIミオシンと遺伝学的相互作用する因子としてCDC50を同定した。CDC50遺伝子産物(Cdc50p)は、これまでにほとんど機能を明らかとされていないが、相同性のあるタンパク質が酵母からヒトまで真核生物に広く存在し、基本的な生命活動に重要な役割をしている可能性が示唆されている。平成13年度は、このCdc50pの機能についてさらに詳細に解析した。まず、Cdc50pの細胞内局在を検討したところ、Cdc50pは界面活性剤により可溶化される膜タンパク質であった。ショ糖密度勾配遠心による細胞分画、また、間接蛍光抗体法による免疫染色実験から、Cdc50pは後期エンドソームに局在することを明らかにした。次に、CDC50遺伝子破壊株(cdc50Δ)を用いて、Cdc50pの細胞内での役割を調べた。cdc50Δ変異株は低温において、野生型よりも丸く極性を失った形態を示し、また、多くの細胞は小さな芽を出した状態で増殖を停止する。この時の細胞の状態を、細胞生物学的に詳細に解析し、以下のことを明らかにした。1)アクチンの細胞内局在が異常となる。2)エンドサイトーシスの後半の過程である、液胞への輸送が異常となる。3)細胞極性形成に重要な役割を果たしていることが知られている因子である、Gic1p、Bni1pの細胞内局在が異常となる。これらのことから、Cdc50pは、後期エンドソームに局在し、細胞の極性形成に関わる因子の局在を直接的(あるいは間接的)に制御することを通して、細胞極性形成を調節している重要なタンパク質であることが示唆された。