シロイヌナズナＳＣＦＣＦＫ１ユビキチンリガーゼが細胞成長に果たす役割の解明

ユビキチン化によるタンパクの分解制御 (ubiquitin proteosome sysmtem,. UPS) は真核生物の翻訳後修飾のひとつとして非常に重要である。UPSのひとつであるCOP9は植物においては光応答、細胞周期を始めとする多様な過程を制御するが、その具体的なメカニズムは分かっていない。共同研究者のFranciosini博士らは先行研究からCOP9の下流で機能するF-boxタンパクCFK1がシロイヌナズナの胚軸の細胞成長を制御することを見いだしていた。CFK1はSCF複合体の一部としてSkp1, Cullinとともにユビキチンリガーゼとして機能することが分かっているため、本研究ではCFK1によってユビキチン化される基質タンパク質の同定を試み、COP9-CFK1を軸としたシグナル経路が細胞成長を制御する分子機構の解明を目指した。またCFK1やそのホモログCFK2が葉や根などの他の器官においても同様の機能を果たすかどうかを検証した。CFK1遺伝子とCFK2遺伝子はゲノム上で隣接しているために、かけあわせによる二重変異体の作成はうまくいかなかったが、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集により複数のcfk1 cfk2二重変異体を作出することができた。予想に反して、このcfk1 cfk2二重変異体は野生型に較べて成長がよく、胚軸、根、子葉、種子等、これまでに調べたすべての器官の成長が促進されていた。またこの器官成長の促進はひとつひとつの細胞の成長促進によることも分かった。マススペクトロメトリを用いた解析からはCFK1に結合する基質タンパク質の候補を同定することに成功し、その機能解析に着手することができた。

ユビキチン化によるタンパクの分解制御 (ubiquitin proteosome sysmtem,. UPS) は真核生物の翻訳後修飾のひとつとして非常に重要である。UPSのひとつであるCOP9は植物においては光応答、細胞周期を始めとする多様な過程を制御するが、その具体的なメカニズムは分かっていない。共同研究者のFranciosini博士らは先行研究からCOP9の下流で機能するF-boxタンパクCFK1がシロイヌナズナの胚軸の細胞成長を制御することを見いだしていた。CFK1はSCF複合体の一部としてSkp1, Cullinとともにユビキチンリガーゼとして機能することが分かっているため、本研究ではCFK1によってユビキチン化される基質タンパク質の同定を試み、COP9-CFK1を軸としたシグナル経路が細胞成長を制御する分子機構の解明を目指した。またCFK1やそのホモログCFK2が葉や根などの他の器官においても同様の機能を果たすかどうかを検証した。CFK1遺伝子とCFK2遺伝子はゲノム上で隣接しているために、かけあわせによる二重変異体の作成はうまくいかなかったが、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集により複数のcfk1 cfk2二重変異体を作出することができた。予想に反して、このcfk1 cfk2二重変異体は野生型に較べて成長がよく、胚軸、根、子葉、種子等、これまでに調べたすべての器官の成長が促進されていた。またこの器官成長の促進はひとつひとつの細胞の成長促進によることも分かった。マススペクトロメトリを用いた解析からはCFK1に結合する基質タンパク質の候補を同定することに成功し、その機能解析に着手することができた。