出芽酵母の細胞壁形成と核分裂をカップリングさせる細胞周期制御ネットワークの解析

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出芽酵母において、有糸分裂開始前にグルカン合成が十分に行われることを保証する新たな『細胞壁チェックポイント』が存在することを提唱してきた。酵母細胞はグルカン合成が停止するとそれを感知してM期サイクリンClb2pを転写レベルで負に制御し、M期以前で細胞周期を停止する。そこで、この制御機構の詳細を明らかにするため、チェックポイント誘導時の転写制御と、チェックポイントがモニターする細胞壁欠損の解析を行った。細胞壁チェックポイントが誘導されると、M期サイクリンCLB1,2の転写因子であるFkh2pを介して発現制御している可能性を検証した。fkh2遺伝子破壊とwac1チェックポイント欠損の二重変異株ではグルカン合成停止時にwac1変異株のようには細胞周期停止をバイパスせず、M期以前で細胞周期を停止した。このことはfkh2遺伝子破壊がwac1変異を抑圧したことを示している。更に、グルカン合成停止時にFkh2pを過剰発現させると、M期進行が起き、細胞周期停止がバイパスされた。これらの結果は、細胞壁チェックポイントが誘導されると、Fkh2pを介してM期サイクリンの転写を制御することを示唆している。細胞壁チェックポイントがfks1変異(グルカン合成活性欠損)以外でも誘導されるかを確かめるため、グルカン合成酵素阻害剤であるEchinocandin B(EchB)と細胞壁構成成分であるマンノプロテインの合成に欠損を持つmnn10Δ変異による細胞周期進行への影響を調べた。EchB添加とmnn10Δ変異によりfks1変異株でみられたのと同様に、芽の形成が抑えられ、M期以前で、細胞周期が遅延していた。また、この細胞周期遅延はwac1変異によりバイパスされた。これらの結果から、細胞壁チェックポイントはグルカン合成だけでなく細胞壁合成全体、あるいは細胞壁の安定性をモニターしていると考えられた。