液胞の物質集積機能に関する分子遺伝学的研究

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酵母液胞の物質集積機能に関する分子遺伝学的研究を行ない、以下の成果を得た。1)液胞の生合成と容積を支配する遺伝子群(<VAM1>___ーー<VAM9>___ー;<va>___ーcuolar m__ーorphology)のクロ-ニングと機能の探索:酵母細胞には通常1個ないし数個の大きな液胞が存在する。物質集積能において重要な液胞の容積の決定がどのような分子装置、遺伝的制御系によって支配されているかは全く不明であった。本年度は、液胞形態不整・容積減少をもたらす遺伝的変異多数を分離し、液胞形態形成に関与する遺伝子群(<WAM1>___ーー<VAM9>___ー)を同定した。これらの遺伝子群のうち、<VAM1>___ー、<VAM5>___ー、<VAM8>___ー、<VAM9>___ー遺伝子上の変異は液胞の完全な、あるいは著しい容積の減少をもたらす。<VAM5>___ー遺伝子の構造と機能に関して詳細な解析を行った結果、この遺伝子が液胞の生合成過程、すなわち液胞タンパク質の液胞への局在化に必要なことが示された。2)液胞膜のH^+ーATPase(物質輸送系の駆動エネルギ-供給系)遺伝子群(<VMA1>___ーー<VMA6>___ー;v__ーacuolar m__ーembrane H^+ーA__ーTPase)遺伝子のクロ-ニングと多重発現:酵母液胞膜H^+ーATPaseの構造遺伝子<VMA1>___ー(67KDサブユニットa__ー)および<VMA3>___ー(16KDサブユニットc__ー)のクロ-ニング、遺伝子構造の解析を完了した。単離した遺伝子を用い遺伝子破壊株を作製し、その表現型を解析した結果、液胞H^+ーATPaseの機能欠失が培地中の高濃度Ca^<2+>に対する感受性を与えることを見いだした。この表現型を利用して、本酵素を構成する他のサブユニットの構造遺伝子をクロ-ニングした。