植物の細胞周期を制御するCDC2遺伝子ファミリーの研究

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ラムダファージベクターによるシロイヌナズナのcDNAおよび遺伝子ライブラリーを利用して、酵母cdc2遺伝子のホモログのスクリーニングを行い、数種類の候補クローンを得た。このうち2種類のクローン(CDC2a、CDC2b)の塩基配列を決定した。両cDNAの翻訳産物はアミノ酸レベルで互いに56%の相同性を示し、酵母のcdc2遺伝子産物とそれぞれ63%、55%の相同性を示した。CDC2a、CDC2bそれぞれのcDNAに酵母のプロモーターを連結し酵母cdc2変異株に導入したところCDC2aは部分的に相補したがCDC2bは相補しなかった。これらの結果はCDC2aは酵母のcdc2と機能的に非常に近い関係にあり、シロイヌナズナにおいてもH1キナーゼが細胞分裂周期の調節に中心的な役割を果していることを示唆している。一方構造遺伝子の塩基配列解析から、CDC2a、CDC2b遺伝子はそれぞれ8ケおよび3ケのイントロンで分断されていた。このうちCDCaの最初のイントロンのみが5'非翻訳領域に存在し、他はすべて翻訳領域内に存在した。両者のイントロンのうち2ケは同じ位置に存在するが、その長さおよび塩基配列は異っていた。さらにCDC2aの8ケのうちの3ケ、CDC2bの3ケのイントロンのうち1ケは酵母cdc2遺伝子のイントロンの位置と合致したが塩基配列は全く異っていた。これらの結果から、cdc2およびcdc2関連遺伝子はイントロンの追加、削除を繰返しながら進化してきたことが分った。CDC2aおよびCDC2遺伝子の転写調節領域と思われる部分の塩基配列にほとんど類似性が認められない。したがって両遺伝子は異った転写制御を受けていると想像される。この両遺伝子産物がどのような機能分担を行っているかを明らかにするのが今後の課題である。