植物細胞の増殖と分化におけるNPK1プロテインキナーゼの役割

我々は、タバコからMAPKKKホモログであるNPK1をコードしているcDNAをクローニングし、その構造的、遺伝学的、生化学的・生理学的性質を研究している。NPK1は出芽酵母のMAPKKKホモログであるBCK1の変異を相補できる。このことから、高等植物にもBCK1が関与するようなシグナル伝達系が存在する可能性が考えられる。本年度は以下の5点を明らかにした。(1)NPK1のシグナル伝達の経路を探るために、NPK1の上流因子のcDNAを、酵母の系を利用してクローニングした。その結果、新奇なキネシン様タンパク質のcDNAが得られた。(2)さらに、酵母を用いた実験から、NPK1キナーゼはこのキネシン様タンパク質と分子間相互作用をして活性化されることがわかった。(3)これの分子間相互作用と活性化には、NPK1のC末端側とキネシン様タンパク質のC末端側がひつようである。(4)このキネシン様タンパク質の遺伝子は、タバコ細胞の細胞周期のM期で特異的に発現していることがわかった。一方、NPK1キナーゼのタンパク質は細胞周期を通して存在している。したがって、NPK1キナーゼはM期の何らかのプロセスを制御していると推測される。(5)シロイヌナズナのNPK1ホモログ(ANP)もこの新奇なタンパク質により活性化される。ANPには、NPK1のC末端側と部分的に相同性の高い領域があり、そこが活性化に重要であると思われる。

我々は、タバコからMAPKKKホモログであるNPK1をコードしているcDNAをクローニングし、その構造的、遺伝学的、生化学的・生理学的性質を研究している。NPK1は出芽酵母のMAPKKKホモログであるBCK1の変異を相補できる。このことから、高等植物にもBCK1が関与するようなシグナル伝達系が存在する可能性が考えられる。本年度は以下の5点を明らかにした。(1)NPK1のシグナル伝達の経路を探るために、NPK1の上流因子のcDNAを、酵母の系を利用してクローニングした。その結果、新奇なキネシン様タンパク質のcDNAが得られた。(2)さらに、酵母を用いた実験から、NPK1キナーゼはこのキネシン様タンパク質と分子間相互作用をして活性化されることがわかった。(3)これの分子間相互作用と活性化には、NPK1のC末端側とキネシン様タンパク質のC末端側がひつようである。(4)このキネシン様タンパク質の遺伝子は、タバコ細胞の細胞周期のM期で特異的に発現していることがわかった。一方、NPK1キナーゼのタンパク質は細胞周期を通して存在している。したがって、NPK1キナーゼはM期の何らかのプロセスを制御していると推測される。(5)シロイヌナズナのNPK1ホモログ(ANP)もこの新奇なタンパク質により活性化される。ANPには、NPK1のC末端側と部分的に相同性の高い領域があり、そこが活性化に重要であると思われる。