ミトコンドリア遺伝子の機能を解析可能にするシステムの確立

粘菌細胞が細胞周期上の増殖/分化のチェックポイント(GDT点)から離脱して分化形質を発現するにあたって、ミトコンドリアの機能が密接に関与することを明らかにした。例えば、1)ミトコンドリア・リボゾームタンパク質S4(RPS4)をコードする遺伝子(rps4;上記ミトコンドリア遺伝子クラスターdia3の1構成要素)の発現が分化の開始に必要とされる。2)ミトコンドリア局在型の分子シャペロンTRAP1 (Dd-TRAP1)は粘菌細胞にも存在し、この分子は分化とカップルして、細胞表層からミトコンドリアへとその局在性を変化させ、このミトコンドリアへの移行が分化を促進する。3)Dd-TRAP1をRNAi法でノックダウンすると、胞子形成が顕著に抑制される。4)細胞内でのある量(正常の1/4)以上のミトコンドリアDNAの存在が、細胞の増殖はもとより分化の開始や正常なパターン形成に必須とされる。また、5)この生物の多細胞期での細胞分化を最もよく特徴づけ、かつ機能的にも重要な特異構造(予定胞子特異液胞,prespore-specific vacuole ; PSV)がミトコンドリアを構造的基盤としてゴルジ体との協調下で形成される。因みに、Dd-TRAP1は予定胞子細胞ではPSVに局在する。さらに、6)多細胞体における分化比率の調節にはシアン耐性呼吸が深く関与しており、この呼吸を阻害すると、ほとんどすべての細胞が予定柄細胞、次いで柄細胞に分化し、予定胞子細胞の分化は完全に抑制される。これらの知見はいずれも、分化制御面でのミトコンドリアの重要性を強く示唆しており、ミトコンドリア遺伝子の機能を解明するための基盤を与えた。

粘菌細胞が細胞周期上の増殖/分化のチェックポイント(GDT点)から離脱して分化形質を発現するにあたって、ミトコンドリアの機能が密接に関与することを明らかにした。例えば、1)ミトコンドリア・リボゾームタンパク質S4(RPS4)をコードする遺伝子(rps4;上記ミトコンドリア遺伝子クラスターdia3の1構成要素)の発現が分化の開始に必要とされる。2)ミトコンドリア局在型の分子シャペロンTRAP1 (Dd-TRAP1)は粘菌細胞にも存在し、この分子は分化とカップルして、細胞表層からミトコンドリアへとその局在性を変化させ、このミトコンドリアへの移行が分化を促進する。3)Dd-TRAP1をRNAi法でノックダウンすると、胞子形成が顕著に抑制される。4)細胞内でのある量(正常の1/4)以上のミトコンドリアDNAの存在が、細胞の増殖はもとより分化の開始や正常なパターン形成に必須とされる。また、5)この生物の多細胞期での細胞分化を最もよく特徴づけ、かつ機能的にも重要な特異構造(予定胞子特異液胞,prespore-specific vacuole ; PSV)がミトコンドリアを構造的基盤としてゴルジ体との協調下で形成される。因みに、Dd-TRAP1は予定胞子細胞ではPSVに局在する。さらに、6)多細胞体における分化比率の調節にはシアン耐性呼吸が深く関与しており、この呼吸を阻害すると、ほとんどすべての細胞が予定柄細胞、次いで柄細胞に分化し、予定胞子細胞の分化は完全に抑制される。これらの知見はいずれも、分化制御面でのミトコンドリアの重要性を強く示唆しており、ミトコンドリア遺伝子の機能を解明するための基盤を与えた。