モデル生物を用いたカルシニューリン経路の分子機構に関する機能ゲノム学的解析

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カルシニューリンは酵母から哺乳動物に至るまで高度に保存された蛋白質脱燐酸化酵素である。野生型分裂酵母では免疫抑制薬によりカルシニューリンの機能を抑制しても成育に影響がない。この現象に基づいて、我々は分裂酵母をモデル生物として用いて、免疫抑制薬の存在下で致死となる変異体(its変異体)の網羅的スクリーニングを展開し、多数の変異体を単離している。本研究では、これらのカルシニューリンと機能的に関連する遺伝子群の産物とカルシニューリンとの相互作用の解析を通して、カルシニューリンが関与する蛋白質脱燐酸化及び燐酸化ネットワークを明らかにする事を目的としている。本年度はits3及びits8変異体の原因遺伝子を同定し、解析を行った。its3遺伝子は必須遺伝子であり、ホスファチジルイノシトール4リン酸(PI4P)をリン酸化し、PI(4,5)P2を産生するPI4P5キナーゼをコードしていた。PI4P5キナーゼは細胞膜上にPI(4,5)P2と共局在し、細胞周期とともにその局在が変化した。its3変異体は制限温度下あるいは免疫抑制薬存在下でアクチンの局在異常及び細胞質分裂異常を呈した。its8遺伝子はGPIアンカー合成酵素の一つであるヒトPig-nと高い相同性を有する蛋白質をコードしていた。its8破壊体は非常に成育が遅く、多核多隔壁の細胞形態を示した。Its8融合蛋白質は小胞体に局在していた。its3及びits8変異体はともに、制限温度下あるいは免疫抑制薬存在下で、多くの細胞が分裂中隔を持った状態で増殖停止していたことから、細胞質分裂や細胞形態の制御に関与する事が示唆された。これらの遺伝子は哺乳動物細胞にもホモログが存在しており、酵母細胞と同様、細胞形態の維持に関与していると考えられる。