フラミドモナスの新奇アクチン(NAP)の構造と機能

クラミドモナスには骨格筋アクチンと90%のアミノ酸相同性を持つアクチンと、それとは非常に異なる配列を持つNAP(アクチンとの相同性64%)の、二種のアクチン遺伝子が存在し、互いに排他的に発現している。一生物種内に保守的なアクチンと非保守的なNAPが共存している例はこれまでに報告がない。今年度は2種のアクチンの機能的差異を検討するために、分裂酵母発現系を用いた機能解析を行った。また、他生物種におけるNAPホモログの有無を検討した。1.アクチンとNAPの酵母発現モデルの作成・解析NAP、及びアクチン遺伝子を分裂酵母の発現用ベクター(pREP1、pREP81)に導入した。NAP-pREP1で形質転換した分裂酵母株は細胞質分裂が著しく阻害され、多核の長い細胞が多く現れた。2割程度の細胞では抗NAP抗体による染色で分列環に似たリング状構造が確認され、リング内に少量の内在性アクチンが共局在した。2.他生物種におけるNAPの存在の有無近縁種のボルボックスを用い、NAP遺伝子ホモログの有無をサザンブロット法により検討した。NAPのcDNAコード領域の中間部をプローブに用い、ハイブリダイゼーションを行ったところ、反応するバンドは全く検出されなかった。徐々にストリンジェンシーを下げると、ボルボックスのアクチン遺伝子に相当するバンドが薄く検出された。ボルボックス・アクチンとNAPのアミノ酸配列相同性は65%である。実験結果はこの生物に少なくともアクチン以上にNAPと相同性を持つようなNAPホモログは存在しないことを強く示唆した。これは両種のアクチンが98%の高い相同性を持つこととは対照的である。

クラミドモナスには骨格筋アクチンと90%のアミノ酸相同性を持つアクチンと、それとは非常に異なる配列を持つNAP(アクチンとの相同性64%)の、二種のアクチン遺伝子が存在し、互いに排他的に発現している。一生物種内に保守的なアクチンと非保守的なNAPが共存している例はこれまでに報告がない。今年度は2種のアクチンの機能的差異を検討するために、分裂酵母発現系を用いた機能解析を行った。また、他生物種におけるNAPホモログの有無を検討した。1.アクチンとNAPの酵母発現モデルの作成・解析NAP、及びアクチン遺伝子を分裂酵母の発現用ベクター(pREP1、pREP81)に導入した。NAP-pREP1で形質転換した分裂酵母株は細胞質分裂が著しく阻害され、多核の長い細胞が多く現れた。2割程度の細胞では抗NAP抗体による染色で分列環に似たリング状構造が確認され、リング内に少量の内在性アクチンが共局在した。2.他生物種におけるNAPの存在の有無近縁種のボルボックスを用い、NAP遺伝子ホモログの有無をサザンブロット法により検討した。NAPのcDNAコード領域の中間部をプローブに用い、ハイブリダイゼーションを行ったところ、反応するバンドは全く検出されなかった。徐々にストリンジェンシーを下げると、ボルボックスのアクチン遺伝子に相当するバンドが薄く検出された。ボルボックス・アクチンとNAPのアミノ酸配列相同性は65%である。実験結果はこの生物に少なくともアクチン以上にNAPと相同性を持つようなNAPホモログは存在しないことを強く示唆した。これは両種のアクチンが98%の高い相同性を持つこととは対照的である。