蛋白質核酸酵素:リン酸リレー情報伝達の普遍性と多様性

Review
リン酸 リレー情報伝達の普遍性と多様性
バクテリアから高等植物まで
水野 猛 ・鈴木友美
生 物 は進 化 の 過 程 で,蛋 白質 の リン酸 化 を介 した2つ の 情 報 伝 達 様 式 を 獲 得 した.” セ リ ン ・ト
レオ ニ ン ・チ ロシ ン の リン酸 化” であ り,” ヒ スチ ジ ン ・ア ス パ ラ ギ ン酸 の リ ン酸化” で あ る,
前 者 に劣 らず,後 者 の”His→Aspリ
ン酸 リ レー機 構'も
進 化 的 に 最 も成 功 を 収 め た 多 様 で 可 塑
性 に富 ん だ” 生物 的ITシ ステ ム” で あ る.こ の 機 構 は,ほ とん どす べ て の バ ク テ リ ア と 古 細 菌
にお い て 汎 用 さ れ て い る だ け で な く,酵 母 や 高 等 植 物 の 巧 妙 な 環 境 シ グ ナル 応 答機 構 を 司 る 分
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子 機 構 と して そ の 有 効 性 を いか んな く発 揮 して い る.こ
こで は,こ の よ うな リ ン酸 リ レー 情 報
伝達 の 普 遍性 と多 様 性 を紹 介 す る.
情 報伝達
リン酸 リレー
ヒスチ ジンキナーゼ
大腸菌 酵 母
シロイヌナズ ナ
は じめ に
知 す る 調 節 因 子 を 同 定 し た2).EnvZと
バ ク テ リ ア に お け る遺 伝 子 発 現 制 御 の 古 典 的 な パ ラ ダ
セ ン サ ー で あ り,OmpRと
イ ム は1960年
るP.大
代 の 前 半 に展 開 され た オ ペ ロ ン説 で あ
腸 菌 の 遺 伝 子 発 現 制 御 に 関 して 確 立 され た こ の
あ る.当
名 づ け た浸 透 圧
名 づ け た転 写 活性 化 因子 で
時 は ホ モ ロ ジ ー サ ー チ も ま ま な らな い 時 代 で あ
っ た が,EnvZ,OmpRと
もに 類 似 の ア ミ ノ酸 配 列 を も
概 念 は,環 境 シ グ ナ ル(培 地 中 の糖 の 種 類 の 変 化 や ア ミ
つ も の は ほ か に 見 あ た ら な か っ た.し か し20年
ノ酸 の 有 無)に 応 答 した 合 目 的 な 遺 伝 子 発 現 制 御 を分 子
ホ モ ロ ジ ー サ ー チ 万 能 の 現 時 点 でEnvZお
レベ ル で見 事 に説 明 す る機 構 と して 広 く受 け入 れ られ,
の 配 列 を 用 い て 検 索 す る と,そ
現 在 で は遺 伝 子 発 現 機 構 の 教 科 書 版 と して 広 く定 着 して
似 配列 が 多 様 な生 物 の デ ー タベ ー ス か ら リ ス トア ップ さ
い る.オ ペ ロ ン説 に お け る 環境 シ グ ナ ル 検 知 機 構 に 関 し
れ る3).前
て は,転 写 制 御 因子(リ プ レ ッサ ー や ア ク テ ィベ ー ター)
ー ゼ” と
自体 が シ グ ナ ル受 容 体 の 働 き も兼 ね る こ と で,” シ グ ナ
因 子” と 付 記 さ れ て い る.そ
ル検 知 → 遺 伝 子 発 現 制 御” の 流 れ が 簡 潔 に 説 明 さ れ て い
EnvZの
る(図1).1970年
ン 酸 基 がOmpRの
代 の 後 半 に は オ ペ ロ ン説 は 確 固 た る も
の と して 確 立 され,環
境 シ グ ナ ル に応 答 した 遺伝 子 発 現
制 御 機 構 の 研 究 は 完了 し た と思 わ れ た.し
か し,1980
が 経 ち,
よ びOmpR
れ ぞ れ 数 百 を 下 ら な い類
者 に は 一 様 に” 情 報 伝 達 因 子 ヒ ス チ ジ ン キ ナ
,後
者 に は” レ ス ポ ン ス レ ギ ュ レ ー タ ー 様 転 写
の 発 見 か ら10年
ほ ど し て,
特 定 の ヒ ス チ ジ ン残 基 が リ ン 酸 化 さ れ,そ
の リ
ア スパ ラ ギ ン 酸 残 基 に 受 け 渡 さ れ る
こ と が わ か り,EnvZ→OmpR問
で の”His→Aspリ
ン
酸 基 転 移 反 応” が 浸 透 圧 シ グ ナ ル 伝 達 の 基 本 で あ る こ と
年 代 に 入 り,大 腸 菌 の 複 雑 な環 境 応 答 機 構 に 関 す る新 し
が 明 ら か に さ れ た4，5).大 腸 菌 の 他 の 環 境 応 答 系(走 化
い 知 見 が 蓄 積 し始 め る と,徐 々 に そ の 様 相 が 変 化 して き
性,窒
た.遺 伝 子 発 現 調 節 機 構 に 関 して は そ の 後 も オペ ロ ン説
そ 異 な る が,同
の 域 を 出 る発 見 は もた ら さ れ な か っ たが,環 境 シ グ ナ ル
て,EnvZ→OmpRに
代 表 さ れ る 蛋 白 質 の リ ン酸 化 を 介
検 知 と情 報 伝 達 機 構 に 関 して は 思 い もよ らな か っ た 新 し
し た”His→Aspリ
ン酸 基 転 移 情 報 伝 達 機 構” は”2成
い 展 開 が も た ら され た.
分 制 御 系” と 総 称 さ れ る に 至 っ た6櫓.
筆 者 らは,1980年
代 初 め に大 腸 菌 の培 地 浸 透 圧 を 検
TakeshiMizuno,TomomiSuzuki,名
His-Asp
phosphorelay
素 源 応 答,リ
ン 酸 源 応 答)に お い て も 調 節 因 子 こ
様 の シ ナ リ オ が 明 ら か に さ れ た.こ
う し
生 物 は 進 化 の 過 程 で” 蛋 白 質 の リ ン 酸 化 を 介 し た2
古 屋 大 学 大 学 院 生 命 農 学 研 究 科.E-mail:[email protected]
signal transduction
蛋白質 核酸
酵 素Vol.47No.2(2002)
113
図1リ
ン酸 リ レー 情 報 伝 達 機 構 の
概念
オ ペ ロ ン説 に おけ る 古 典 的 な 情 報 伝達 様
式 と 典 型 的 な2成 分 リン 酸 リ レー 様式 を
対 比 した.後 者 の 例 と して 大 腸 菌 の浸 透
圧 応 答 系(EnvZ→OmpR)を
Hκ:ヒ
示 し た.
ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ,RR:調
節因
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子 レス ポ ン ス レギ ュ レー ター.
つ の 情 報 伝 達 基 本 様 式” を 獲 得 した.” セ リ ン ・ト レ オ
(以 下,RR)の2つ
ニ ン ・チ ロ シ ン の リ ン酸 化” で あ り,” ヒ ス チ ジ ン ・ア
説 明 よ り は,筆
の 因 子 か ら構 成 さ れ る6∼8).抽 象 的 な
者 ら が 明 ら か に し たEnvZ(HK)→OmpR
スパ ラ ギ ン酸 の リ ン酸 化” で あ る.前 者 が 真 核 型 とす れ
(RR)情
ば,後 者 は 原 核 型 で あ る.し か し,こ の 見 方 は 厳 密 に は
ろ う(図1)3).前
正 し くな い.あ
ナ ル の セ ン サ ー で あ る.大
る種 の バ ク テ リア にお い て,真 核 型 セ リ
報 伝 達 系 の概 要 を述 べ る ほ う が わ か りや す い だ
述 し た よ う にEnvZは
腸 菌 を 高 浸 透 圧 培 地 に さ らす
ン ・ トレ オ ニ ン キ ナ ー ゼ が 重 要 な 働 き を し て い る し9>,
と,OmpCと
バ ク テ リア 型 ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ の 真 核 生 物 に お け る 多
こ の” 高 浸 透 圧 シ グ ナ ル →o即C遺
岐 に わ た る働 き は驚 くほ どで あ る.線
司 っ て い る の が”EnvZ浸
虫,シ
ョウジ ョウ
よ ば れ る 外 膜 蛋 白 質 の 合 成 が 誘 導 さ れ る.
伝 子 の 発 現 誘 導” を
透 圧 セ ン サ ー→転 写 因 子
バ エ や 哺乳 類 に は ヒス チ ジ ン キ ナ ー ゼ を コー ドす る遺 伝
OmpRの
子 が 見 あ た ら な い こ と を差 し引 い た と して も,酵 母 や 高
RRリ
等 植 物 の 情 報 伝 達 系 に組 み 込 ま れ た” 原 核 型 情 報 伝 達”
浸 透 圧 シ グ ナ ル を 感 知 す る と,分
の 普 遍 性 と多 様 性 は注 目 に値 す る.こ
チ ジ ン 残 基 が リ ン 酸 化 さ れ る(ATPを
こ で は,バ
アの 研 究 に お い て確 立 さ れ た”His→Aspリ
クテ リ
ン酸 リ レ ー
培 地浸 透 圧 シグ
活 性 化” で あ り,そ
の 基 盤iに あ る の が”HK→
ン 酸 リ レ ー” に よ る 情 報 伝 達 で あ る.EnvZが
ン 酸 化 反 応)4).次
い で,こ
高
子 内 にあ る特 定 の ヒス
基 質 と した 自 己 リ
の リ ン 酸 基 はOmpRに
ある
型2成 分 情 報 伝 達” の 基 本 機 構 と,最 近 に な り高 等 植 物
特 定 の ア スパ ラ ギ ン酸 に ア シ ル リ ン酸 と して 転 移 され る
の研 究 か ら明 らか に な っ て き た植 物 ホ ル モ ン に応 答 し た
(His→Aspリ
リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 に 関 して,そ
ア ミ ノ 酸)はRRに
の 普 遍 性 と多 様性 の
観 点 か ら概 観 す る.以 下,”His→Aspリ
ン酸 リ レー 型2
ン 酸 転 移)5).OmpRのN末
端 半 分(約120
共 通 の ド メ イ ン で あ り,リ
受 け 取 る こ と か ら レ シ ー バ ー(RRド
メ イ ン)と 総 称 さ れ
成分 情 報 伝 達” を単 に” リ ン酸 リ レ ー 情 報 伝 達” と略 称
る.OmpRのC末
す る.
で あ る 。 リ ン 酸 化 修 飾 を 受 け たOmpRは
DNA結
リン酸リレー情報伝達機構とは
ン酸 リ レー 情 報 伝 達 機 構 の 普 遍 的 と多 様 性 を
る.
→RRの
,リ
ン酸 リ レ ー情 報 伝 達 系 は ヒ ス チ ジ ンキ ナ
114
蛋 白質
核酸
調 節 因 子 レス ポ ンス レ ギ ュ レ ー タ ー
酵 素Vol.47No.2(2002)
伝 子 の発 現 が誘 導 さ
在 で は 数 百 に 及 ぶHK
ペ ア が 知 ら れ て い る が ,そ
式 はEnvZ→OmpRと
ー ゼ(以 下 ,HK)と
合 部位 を
発 現 誘 導” の 分 子 基 盤 が 説 明 さ れ た(こ こ で は 高 浸 透 圧
シ グ ナ ル の 実 体 は 議 論 し な い).現
一般 的 に
活 性 化 さ れ,
う し て,” 高 浸 透 圧 シ グ ナ ル →o〃2ρC遺 伝 子 の
把 握 す る ため に,一 般 的 観 点 か ら そ の 基 本 概 念 を ま とめ
リン酸 リレー情報伝達の基本機構
合 ドメ イ ン
の 結 果,OmpR結
プ ロ モ ー タ ー 上 流 に も つo即C遺
れ る.こ
まず,リ
端 半 分 は 特 異 的DNA結
合 能 が 上 昇 す る.そ
ン酸 基 を
の 情報伝 達 の基本様
同 じで あ る と 考 え て よ い.こ
う な リ ン酸 リ レ ー 機 構 は,教
の よ
科 書 的 な ラ ク トー ス オ ペ ロ
ン(レ セ プ タ ー 機 能 を 兼 ね た 転 写 因 子Lacl)や
フ ァ ン オ ペ ロ ン(同 じ くTrpR)に
トリ プ ト
み られ る シ グ ナ ル 検 知
・伝 達 の 様 式 と は 際 立 っ た 違 い が あ る こ と が わ か る(図
1).
リ ウ ム シ グナ ル,リ
シ グ ナ ル,各 種 炭 素 源 シ グナ ル,重
EnvZはN末
ち,C末
端 側 に 自 己 リ ン酸 化 部 位(ヒ ス チ ジ ン 残 基)を 含
か ら な るC末
ミノ 酸
端 側 ド メ イ ン が ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ(HK)
ド メ イ ン で あ る.HKド
ー(RR)ド
の 約240ア
メ イ ン に は,OmpRの
レシーバ
メ イ ン 内 に あ る ア ス パ ラ ギ ン酸 に リ ン酸 基 を
答 系” が 成 立 し て い る8).そ の 最 も巧 妙 な 例 は,大
の 運 動 性 を 制 御 す る”CheA→CheY系”
の例 か ら もわ か る よ う に,リ
大 腸 菌 は”HK→RRリ
お け る浸 透 圧 シ
ン
子 ス イ ッ チ” と 考 え
て よい(真 核 生 物 の 分 子 ス イ ッチ で あ る3量 体G蛋
の ペ ア に 一 般 化 で き る.各HKお
固 有 の シ グ ナ ル 入 力 ド メ イ ン(EnvZに
ン酸 リ レー情 報 伝 達 の 出 口
酸 リ レー は 普 遍 的 な”ON/OFF分
や 低 分 子 量G蛋
はそれ ぞれ
腸菌
で あ る1。).こ
は必 ず し も転 写 制 御 とは 限 らな い 点 も重 要 で あ り,リ
転 移 す る 働 き が あ る6∼8).こ の シ ナ リ オ は,他 のHK→RR
よ びRRに
金 属 シ グ ナ ル や,特
境 ス トレ ス シ グ ナ ル を 処 理 す る” 多 様 な 情 報 伝 達 → 応
端 に浸 透 圧 シ グ ナ ル 受 容 ドメ イ ン を も
む 活 性 ド メ イ ン を も つ(図1)6∼8).こ
ン酸 シ グ ナ ル,窒 素
定 の 要 因 に還 元 す る こ とが む ず か しい フ ァジ ー な各 種 環
リン酸 リレー情報伝達の大腸菌における多様性
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気 シ グナ ル,カ
白質
白 質 の 役 割 に 似 て い る).い ず れ に しろ,
ン酸 リ レ ー情 報 伝 達 網 で 完 全 武
装” して い る 。 この こ とか ら,リ
ン酸 リ レー 情 報 伝 達 が
グ ナ ル 受 容 ド メ イ ン に 相 当)と 応 答 的 出 力 ド メ イ ン
進 化 的 に い か に 成 功 を お さめ た 分 子 ス イ ッチ機 構 で あ る
(OmpRに
か が わ か る.リ
お け るompC特
当)が あ り,こ
異 的DNA結
れ が 共 通 のHKド
合 ドメ イ ン に 相
メ イ ン やRRド
と組 み 合 わ さ る こ と で 多 様 なHK→RRリ
メ イ ン
ン酸 リ レ ー の
ン酸 リ レー 系 こそ が 大 腸 菌 の示 す 多 様 な
生 存 戦 略 を支 え て い る普 遍 的 で 多 様 な” 生 物 的ITシ
ス
テ ム” とい え る.
ペ ア が 形 成 さ れ る6∼8).
ど れ く ら い 多 様 で あ る か は,大
サ ーHKを
種 類 のHKは
腸 菌 が29種
も っ て い る 事 実 か ら容 易 に 想 像 で き る3).29
そ れ ぞ れ 固 有 の シ グ ナ ル 入 力 ドメ イ ン を も
っ て い る の で,大
腸 菌 は 実 に さ ま ざ ま な環 境 シ グ ナ ル に
対 応 し た セ ン サ ー を 装 備 し て い る こ と に な る.大
は こ れ ら のHKに
の う ち29種
RR情
対 応 し た32種
類 のRRが
類 は 転 写 因 子 で あ る3).こ
報 伝 達 系 に よ り,浸
リン酸 リレー情報伝達の原核生物における普遍性
類 のセ ン
腸 菌に
存 在 し,そ
れ ら 一 群 のHK→
透 圧 シ グ ナ ル は も と よ り,嫌
ゲ ノ ム 時代 が 到 来 し,何 十 とい うバ クテ リ ア の全 ゲ ノ
ム 配 列 が 決 定 さ れ て い る.バ ク テ リ ア とは 進 化 的 に 異 な
る古 細 菌(原 始 菌)の ゲ ノ ム デ ー タ ベ ー ス も豊 富 に あ る.
こ れ ら原 核 生 物 の デ ー タベ ー ス を 対 象 と し てEnvZの
HKド
メ イ ンを 用 い て検 索 を行 な っ た と し よ う.コ
ュ ー タの 画 面 に は驚 くほ どの 数 のHK様
ンピ
配 列 が リス トア
ッ プ され る.そ の 数 の 多 さか ら,バ ク テ リア に お い て 最
図2多
段階 リン酸 リレー系
出芽 酵 母 の浸 透 圧 応 答 を例 に 多 段 階 リン
酸 リ レーの 分 子 機 構 を概 念 的 に 示 した,
HK,HPt,RRな
ど の リ ン 酸 リ レー 系
に普 遍 的な ドメ イ ン を模 式 的 に示 した,
また,そ れ らの3次 元構 造 に 関 して も,
代 表 的 な も の を 例 と して 示 し た(そ れ ぞ
れ 縮 小率 はま ち ま ち で あ り,直 接 は比 較
で き な い 点 に 注 意),こ
れ ら,リ ン 酸 リ
レー 系の 構 造 生物 学 に関 して は 文 献 を参
照 さ れ たい47).
蛋 白質 核 酸 酵素Vol.47No.2(2002)
115
も多 様 で” 異 な る 生 理 機 能 を もつ ホ モ ロ グ” の 巨 大 な
伝 達 機 構 の 存 在 が 示 さ れ た(図2)12).直
フ ァ ミ リー を形 成 して い る の がHKとRRで
よ う な 複 雑 な 機 構 に よ り,よ
る.当 然 な が ら,結 核 菌,コ
あ る とい え
レ ラ菌,ペ
ス ト菌 とい っ た
な じみ 深 い バ ク テ リ ア に も数 多 くのHKやRRが
る.HKやRR遺
伝 子 が 見 い だせ な い マ イ コ プ ラ ズ マ は
例 外 と い え る.枯
草 菌 に30種
ク テ リ ア に40のHK,緑
のHK,光
合 成 シア ノバ
膿 菌 に60のHKが
存在 す る こ
な る こ と が 示 唆 さ れ る.そ
の
り高 度 な 情 報 処 理 が 可 能 に
の 具 体 例 に 関 して は,あ
項 で 大 腸 菌 のArcB→ArcA系
との
を 例 に し て 考 察 す る.い
ず れ に し ろ,多
段 階 リ ン 酸 リ レ ー は よ り高 次 な 情 報 伝 達
系 と い え る.事
実,真
核 生 物 で 見 い だ され て い る リ ン酸
リ レ ー 情 報 伝 達 は,” ハ イ ブ リ ッ ドHK→HPt→RR”
で
との 意 味 は 改 め て 強 調 す る ま で も な い(各 々 の 数 字 は 概
構 成 さ れ る 多 段 階 リ ン 酸 リ レ ー が ほ と ん ど で あ る.こ
う
数 で あ る).炭
し て1990年
疸 菌 が い くつ のHKを
もって い るか は ま
代 の 後 半 に は,リ
ン 酸 リ レ ー 情 報 伝 達 は,
だ わ か らな い が,枯 草 菌 の そ れ を 下 まわ る こ とは な い で
真 核 生 物 に 広 く 見 ら れ る セ リ ン ・ ト レ オ ニ ン ・チ ロ シ ン
あ ろ う.チ
の リ ン酸 化 カ ス ケ ー ド に 勝 る と も 劣 ら な い 普 遍 的 な 情 報
HK遺
ャ ン ピ オ ン の バ ク テ リ ア は140種
類以上の
伝 子 を も っ て い る(い っ た い 何 に 使 う の で あ ろ
う?).一
伝 達 機 構 と して 認 識 さ れ る よ う に な っ た.
般 的 な傾 向 と して 多 様 な 環 境 下 で 生 存 す る バ
ク テ リ ア ほ ど多 くのHK→RR系
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見つ か
感 的 に は,こ
真核生物におけるリン酸 リレー情報伝達機構の普遍性
を も っ て い る 事 実 は,
リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 が 多 様 な 環 境 シ グナ ルへ の 応 答 戦
略 で あ る こ と を 考 え れ ば容 易 に理 解 で きる.特
定の環境
バ ク テ リア に お け る リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 の 基 本 分 子
機 構 が 確 立 さ れ た の と前 後 し て,出
芽酵 母の浸透圧 セ ン
下 で(宿 主 に依 存 して)し か 生 存 で き な い最 小 の ゲ ノム を
サ ー 遺 伝.子 が 同 定 さ れ た.Slnlpと
よ ばれる遺伝 子産物
もつ マ イ コ プ ラ ズ マ が,す
で あ り,奇
透 圧 セ ンサ ー と同 様
べ て のHK→RR系
を捨 て去
った こ と も同 様 に理 解 で き る.
に バ ク テ リ ア 型HKド
メ イ ン を も っ て い た(図2)13).HK
はバ クテ リ ア に 固 有 の 情 報 伝 達 因子 で あ る と考 え られ て
多段階 リン酸リレー情報伝達
こ こ ま で”HK→RRリ
し く も 大 腸 菌 のEnvZ浸
い た の で,こ
ン 酸 リ レ ー 機 構” に 関 し て 簡
の 発 見 は 驚 き を も っ て 迎 え ら れ た.Slnlp
の シ グ ナ ル 受 容 ドメ イ ン はEnvZの
潔 に 話 を 展 開 し た あ と で,い
さ さ か混 乱 を まね くよ うな
な っ て い る の で,浸
話 の 展 開 で 恐 縮 で あ る が,こ
こで リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達
上 の も の で し か な い が,Slnlpは
の や や 複 雑 な 側 面 を 強 調 せ ね ば な ら な い.”HK→RR
HKで
リ ン酸 リ レ ー,す
ハ イ ブ リ ッ ドHKに
な わ ち シ グ ナ ル 受 容 → 応 答” で は,い
あ っ た.そ
そ れ とは ま っ た く異
透 圧 セ ンサ ー と して の 類 似 は 見 か け
のC末
間 違 い な くセ ン サ ー
端 側 に はRRド
分 類 さ れ る.ほ
メ イ ン が あ り,
ど な く し て,Slnlp
か に 多 様 性 が あ る と い え ど も あ ま り に 能 が な さ す ぎ る.
の 下 流 で 働 くRRがSsklpの
リン酸 リ レー 情 報 伝 達 の 基 本 機 構 が ほ ぼ確 立 さ れ た こ ろ
面 白 い こ と に,Ypdlpと
に(1994年),HKとRRと
た14)。 先 に 述 べ た 概 念 に 従 え ば,” 浸 透 圧 シ グ ナ ル →
は異 な る 新 規 な リ ン酸 リ レ ー
仲 介 ド メ イ ン が 見 い だ さ れ た1P.こ
は,出
芽 酵 母 のYpdlp(図2)や,大
HK(ArcB)のC末
述),RRド
RRに
の 新 規 な ドメ イ ン
腸 菌 の 嫌 気 セ ンサ ー
端 ド メ イ ン と し て 見 い だ さ れ(後
メ イ ン か ら リ ン 酸 基 を 受 容 し,次
受 け 渡 す 働 き を す る(図2).そ
いで 別 の
こで使 われ る活性
名 で 同 定 さ れ た14).さ
よ ば れ るHPt因
HK(Slnlp)→HPt(Ypdlp)→RR(Ssklp)→
らに
子 も見 つ か っ
応 答” と な る.
さ ら に 興 味 を 引 い た こ と は,遺 伝 学 的 に はSlnlpはHOG
1経 路 と よ ば れ る ス ト レ ス 応 答MAPキ
ナ ーゼ カスケー
ドの 上 流 で 働 い て い る こ とが 示 唆 さ れ た こ と で あ る15).
Ssklpは
転 写 因 子 で は な くHOG1・MAPKの
上 流 で 働
残 基 が や は り ヒ ス チ ジ ン で あ る こ と か ら,HPt(histidine-
くMAPKKKの
containingphosphotransfer)ド
こ こ に 原 核 ・真 核 型 二 大 情 報 伝 達 様 式 の 見 事 な 融 合 が 成
メ イ ン と よ ば れ る.
こ の 発 見 か ら 導 か れ た 重 要 な ポ イ ン トが い く つ か あ
る.HPtド
メ イ ン はYpdlpやArcBだ
け で な く,多
く
の リ ン 酸 リ レ ー 因 子 に も存 在 す る 普 遍 的 な リ ン 酸 リ レ ー
ドメ イ ン で あ る.”HK→RRリ
ン 酸 リ レ ー” の 旧 バ ー ジ
ョ ン に 加 え て,66HK→RR→HPt→RRリ
新 バ ー ジ ョ ン が 明 ら か に な り,多
116
蛋 白質
核酸
ン 酸 リ レ ー” の
段 階 リ ン酸 リ レー 情 報
酵 素Vol.47No.2(2002)
立 し,こ
エ フ ェ ク タ ー と し て 機 能 し て い る16).
の 情 報 伝 達 系 全 体 は” リ ン 酸 リ レ ー 系 →MAP
カ ス ケ ー ド系” と 図 式 化 さ れ た16).出
芽酵母 で最初 に見
い だ され た こ の 情 報 伝 達 系 が 究 極 の 統 一 的 様 式 を具 体 化
し た も の で あ っ た こ と は 驚 き に 値 す る.
出 芽 酵 母 に お け る 見 事 な 研 究 の 展 開 と並 行 し て,カ
や 細 胞 性 粘 菌 な ど の 真 核 生 物 か ら も 複 数 のHK遺
ビ
伝子が
図3大
腸菌 における嫌気応 答と リ
ン 酸 リ レー 情 報 伝 達
ArcB→ArcA系
とEnvZ→OmpR系
の
ク ロス トー クや,新 規 な フ ォス フ ァ ター
ゼ で あ るSixAの
役 割 に注 目 して ほ し
い.
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同 定 され,真
核 生 物 お け る リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 機 構 の
大腸菌の嫌気応答と多段階リン酸 リレー
存 在 は さ らに 確 か な も の とな っ た17).忘 れ て は な ら な い
の は,高 等 植 物(シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ)の 植 物 ホ ルモ ン受 容 体
と し て 働 くハ イ ブ リ ッ ドHKと
告 さ れ たETR1で
して,1993年
あ る(後 述)18).1996年
に発 見報
に は,同
じく
大 腸 菌 は酸 素 が あ っ て もな くて も生 育 で きる.酸
あ れ ば,呼 吸 系 が 作 動 して 効 率 的 にATPを
酸 素 が な くて も,発 酵 で 十 分 なATPが
素が
合 成 す る.
ま か な え る.前
高 等 植 物 の も う1つ の ホ ル モ ンで あ るサ イ トカ イニ ンの
者 は ト リ カル ボ ン酸 回 路(TCA回
受 容 体 候 補 と し て,CKI1と
動 す るエ ネ ル ギ ー 生 産 系 で あ り,後 者 は 解 糖 系 が 発 酵 系
よ ば れ る ハ イ ブ リ ッ ドHK
が 報 告 され た19).植 物 ホ ル モ ン に対 す る 応 答 は,高 等 植
と 連 動 す る こ と でNAD(P)の
物 に お け る 最 も多 様 で 高 次 な 生 体 統 御 機 構 の1つ
す.し
であ
路)と 電 子 伝 達 系 が 連
酸化 還元 サ イクル を回
た が っ て,大 腸 菌 は酸 素 の 有 無 を検 知 して エ ネ ル
り,そ の 分 子 機 構 の 解 明 は 植 物 科 学 の 長 年 の 命 題 で あ
ギ ー 生 産 系 を大 幅 に 変換 ・再 構 築 せ ね ば な ら な い.火 力
る.二 大 植 物 ホ ル モ ン とい っ て よい エ チ レ ンとサ イ トカ
発 電 所 を壊 して 水 力発 電 所 をつ くる よ うな も'ので あ る.
イニ ンの 受 容 体 が バ ク テ リ ア型HKで
この よ う な大 幅 な環 境 応 答系 の変 換 が どの よ うに して可 能
れ た こ とで,リ
あ る こ とが 示 唆 さ
ン酸 リ レー 情 報 伝 達 機構 の普 遍 性 は さ ら
に ゆ る ぎ な い も の と して 認 識 さ れ る に至 っ た.5年
ほど
だ ろ う か?そ
(RR)リ
れ を 司 っ て い る の がArcB(HK)→ArcA
ン酸 リ レー 系 で あ るll，20∼23)(図3).ArcBは 嫌 気
前 の こ とで あ る.こ の 点 に 関 して は 後 半 の 項 で 紹 介す る
セ ン サ ー で あ り,ArcAはOmpRに
の で,こ
で あ る.ArcBは
こ で は高 等 植 物 お い て も リ ン酸 リ レー因 子 で あ
るHK,HPt,RRが
数 多 く存 在 し,リ
ン酸 リ レ ー が 植
よ く似 た 転 写 因 子
分 子 状 酸 素 の 有 無 を 直 接 感 知 して い る
わ け で は な く,電 子 伝 達 系 に 含 ま れ る キ ノ ンの 酸 化 還 元
物 にお け る情 報 伝 達 機 構 の 普 遍 的 パ ラ ダ イ ムで あ る こ と
状 態 を 検 知 して い る と考 え られ て い る が,い
を強 調 す る に留 め る.
嫌 気 ・好 気 セ ンサ ー と定 義 で き る.大 腸 菌 のArcBは
素 が な い こ と を 検 知 し てArcAに
原核 ・真核生物における多段階リン酸リレー系
の具体例
す.こ
ず れ に しろ
リ ン酸 基 を 受 け渡
う して 活 性 化 さ れ た リ ン酸 化 型ArcAは,一
でTCA回
酸
方
路 の 主 要 酵 素 で あ る コハ ク酸 脱 水 素 酵 素 の 遺
伝 子 発 現 を抑 制 し,他 方 で 発 酵 系 の 酵 素 で あ る乳 酸 デ ヒ
今 ま で の 項 で は,リ
ン酸 リ レー 系 に 関す る 基 本 的 概 念
を 抽 象 的 に 説 明 して きた が,こ
こか らは筆 者 らが研 究 し
ドロ ゲ ナ ー ゼ の 遺 伝 子 発 現 を 促 進 す る2D.こ
ArcB(HK)→ArcA(RR)系
う して,
は リ ン酸 リ レー の 基 本 概 念 に
て い る 大 腸 菌 の 嫌 気 応 答 に 見 られ る 巧 妙 な リ ン酸 リ レー
従 っ た 簡 単 な シ ナ リオ で 合 目的性 を達 成 す る.し か し,
情 報 伝 達 機 構 や,分
ArcBはHKド
裂 酵 母 にお け る 細 胞 分 化 を制 御 す る
高 次 な 情 報 伝 達 機 構 を紹 介 す る こ とで,リ
報 伝 達 の 実 像 を紹 介 す る.
ン酸 リ レー 情
メ イ ン に加 え,RRド
メ イ ンお よ びHPt
ドメ イ ンを あ わ せ もつ 複 雑 なハ イ ブ リ ッ ドHKで
リ ン酸 基 はHis→Asp→His→Aspと
蛋白質 核酸
あ り,
他段 階 で リ レー さ
酵 素Vol.47No.2(2002)
117
れ る.前
述 した よ う な 単 純 な シ ナ リ オ を 完 結 す る た め
に,ArcB→ArcAは
なぜ こ の よ う な 面 倒 な 手 順 を踏 む
の だ ろ う.
ら ね ば な ら な い.大
腸 菌 は,酸
と え ば 硝 酸)が
き る.し
腸 菌 の 示 す 多 様 な 生 き方 を知
た が っ て,大
の 条 件 下 で も,”
素 が な くて も代 替 の 電 子
あ れ ば 嫌 気(無
腸 菌 のArcBは
酸 素)呼
吸が で
オ は 前 者 の 状 況 下 で の 話 で あ る.” 酸 素 な し,硝
酸 化HPtを
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酸 あ り”
の リ ン酸 の 受 け 渡 し を 止 め な く
真 核 生 物 で あ る 出 芽 酵 母 の 浸 透 圧 応 答 に お い て,” リ
ン 酸 リ レ ー →MAPKカ
ス ケ ー ド” が リ ン ク し た 見 事 な
情 報 伝 達 機 構 が 成 立 し て い る こ と は す で に 述 べ た(図
2)16.こ
標 的 と す る フ ォ ス フ ァ タ ー ゼ ・SixAで
あ
達 機 構 に 関 し て,筆
働
る 例 を 紹 介 す る(図4).こ
酸 あ り” の 条 件 下 で は,SixAが
際 で 堰 き止 め る.そ
リ ン酸 リ レー を 水
の 結 果 は き わ め て 合 目 的 で あ り,
リ ン 酸 化 さ れ ず,遺
伝 子 発 現 系 に 関 し て は” 酸
素 あ り” と 同 じ よ う な 状 況 が 成 立 す る こ と で 嫌 気 呼 吸 系
が 作 動 す る.こ
の よ う な ・一般 的 視 点 が 帰 納
段 階 リ ン 酸 リ レ ー 系 で は,情
報 の 流 れ に新 た
な チ ェ ッ ク ポ イ ン トを 導 入 す る こ と が で き る.HPtド
イ ン とSixAフ
メ
こ で は,真
のHPt,2つ
核 生 物 に お け る リ ン 酸 リ レー 情 報 伝
者 らが解 析 して い る 分 裂 酵 母 に お け
のRRを
の 酵 母 は3種
も つ.筆
者 ら は,そ
1∼3),HPt(Spy1),RR(Mcs4,Prr1)と
類 のHK,1つ
れ ぞ れHK(Phk
名 づ け て 解 析
を 行 な っ た24∼26).い ず れ のHKもHKド
メ イ ン にRR
ド メ イ ン を あ わ せ も つ ハ イ ブ リ ッ ド型 で あ る.Spy1は
HPtド
の 生 理 的 に は き わ め て 巧 妙 なArcB→
報 処 理 機 構 か ら,次
で き る.多
分裂酵母の細胞周期 ・分化制御とリン酸リレー情報伝達
ン
き,His→Asp→His→Asp(ArcA)の
ArcA情
働 き を 推 察 す る こ と が で き る だ ろ う.
こ で 登 場 す る も う 一 人 の 役 者 が,リ
る22).” 酸 素 な し,硝
ArcAは
れ らの 基 本 シ ナ リ オ を 拡 張 す る こ
だ解 析 が ま っ た くな さ れ て い な い何 百 種 類 に も
及 ぶHKやRRの
の
状 況 に対 応 し な くて は な らな い 。 前 述 し た 簡 単 な シナ リ
て は な ら な い.こ
ン酸 リ レー を用 い た巧 み な 情 報 処 理 機 構 が 浮
か び 上 が っ て く る.こ
と で,ま
ン 酸 リ レー 系
段 階 リ ン酸 リ レ ー 系 に 関 す る シナ リ
同 じ” 酸 素 な し”
硝 酸 な し” と” 硝 酸 あ り” の2つ
の 条 件 下 で はArcAへ
う し たEnvZ→OmpRリ
とArcB→ArcA多
オ か ら,リ
こ れ を 理 解 す る に は,大
受 容 体(た
気 シ グ ナ ル).こ
lpと
メ イ ンか ら の み な る 因 子 で あ り,出 芽 酵 母 のYpd
似 て い る24).RRで
あ るMcs4は
出 芽 酵 母 のSsklp
と 相 同 で あ る と 考 え ら れ る25).Prrlは,C末
端 側 に 典
型 的 な レ シ ー バ ー を も ち,比
端側 の ド
較 的 大 き いN末
ォスフ ァターゼの組 合せ は その よ うな制
御 の 一 例 で あ る.こ
の こ と の 重 要 性 を 理 解 す る に は,真
核 型 情 報 伝 達 機 構 に お い て多 くの フ ォス フ ァ ター ゼ が 重
要 な 働 き を し て い る と い う,よ
く知 られ た 事 実 を 思 い起
こ せ ば 十 分 で あ る.
ArcB→ArcA情
報伝 達 は さ らに巧妙 に仕 組 まれ て い
る.EnvZ→OmpR浸
い.実
は,浸
透 圧 応 答 系 を思 い 起 こ して ほ し
透 圧 に 応 答 し たOmpCの
発 現 は” 酸 素 あ
り” と” 酸 素 な し” の 培 養 条 件 で は 大 き く異 な る.” 酸
素 な し” の 条 件 下 で は,OmpCの
発現 は浸 透 圧 が低 い
に も か か わ ら ず 促 進 さ れ る(EnvZが
い に も か か わ ら ず).こ
か らOmpRへ
活性 化 され て い な
れ を 可 能 に し て い る の が,ArcB
の 新 た な リ ン 酸 基 の 流 れ で あ る23).す
わ ち,” 酸 素 な し” の 条 件 下 で は,ArcBはArcAの
な ら ずOmpRに
も リ ン 酸 基 を リ レ ー す る.こ
リ レ ー はArcBのHPtド
こ か ら も う1つ
な
み
の クロ ス
メ イ ン に 依 存 し て い る23>.こ
の 一 般 的 視 点 が 抽 出 で き る.多
段 階 リ ン
酸 リ レー系 で は 中 間 の ス テ ッ プ を利 用 した ク ロ ス リ レ ー
が 可 能 に な り,2つ
の異 な った シグナル を統合 した高次
な 情 報 処 理 が で き る(こ こ の 例 で は 浸 透 圧 シ グ ナ ル と 嫌
118
蛋 白質 核 酸 酵 素Vol.47No.2(2002)
図4分
裂 酵母 にお ける酸 化 ス トレス応答 と リン酸 リレー情
報伝 達
この 系 で は,抗 酸 化 ス トレス と 減 数 分 裂 の2つ の 生 理 機 能 が 同 時
に制 御 さ れ て い る合 目的 性 に注 目 して ほ しい.ま た,こ の 原 核 型
リン 酸 リ レー情 報 伝 達 機 構 が真 核 型MAPKカ
ス ケ ー ド情 報 伝 達
機構 とカ ップル して 作動 して い る 点 に も注 目 して ほ しい.
メ イ ン は真 核 型 熱 シ ョ ッ ク転 写 因 子 に きわ め て 類 似 して
酵 母 の 接 合 → 減 数 分 裂 → 胞 子 形 成 の 過 程,す
い る26}.こ
れ ら か ら構 成 さ れ る 分 裂 酵 母 の3HK→HPt→
分 化 の 分 子 機 構 は 非 常 に よ く解 析 さ れ て い る.し か し,
ン酸 リ レー 情 報 伝 達 系 は ど の よ う な制 御 系 を 構
接 合 ホ ル モ ン に よ る 誘 導 は必 要 で は あ る が 十 分 で な く,
2RRリ
成 し て い る の だ ろ う.分
裂 酵 紐 の リ ン酸 リ レ ー 系 は 酸 化
他 の 環 境 シ グナ ル が 必 須 で あ る.こ
な わ ち細 胞
の環境 シグナ ルは一
ス ト レ ス 応 答 系 の 一 部 を 構 成 し て い る こ と が わ か っ た.
般 的 に は栄 養 飢 餓 ス トレ ス と 考 え ら れ て い る(分 裂 酵 母
さ ら に 興 味 深 い こ と に,酸
の 胞 子 形 成 実 験 で は 経験 的 に窒 素 源 の 欠 乏 が 用 い ら れ て
期 制 御,と
化 ス トレ ス条 件 下 で の細 胞 周
く に 細 胞 分 化(減 数 分 裂 を 経 た 胞 子 形 成)に 深
こ の リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 の生 理 的 シ ナ リオ を 説 明 す
機 能 か ら 説 明 す る の が よ い.Prrl(RR)を
欠 損 し た 株 は,培
境シ
れ て い る こ とが 明 らか と な っ た.3HKの
欠 損変 異 株 の
最 も顕 著 な 表 現 型 は,窒 素 源 欠 乏 な どの 環 境 ス トレ ス な
地 中 の 過 酸 化 水 素 に 超 感 受 性 で あ る.
ま た 不 稔 性 を 示 し 胞 子 形 成 能 を 欠 い て い る26).前
現 型 は,Prr1欠
に 述 べ た リ ン酸 リ レー の シ ナ リ オ は,環
グ ナ ル に応 答 した胞 子 形 成 制 御 の ドラ マ の 中 に組 み 込 ま
くか か わ っ て い る24∼26).
る に は,RRの
い る).先
者 の表
損 株 で は カ タ ラ ー ゼ 遺 伝 子(Cttl)な
ど
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抗 酸 化 ス ト レ ス 遺 伝 子 の 発 現 が 低 下 して い る こ と で,後
者 の 表 現 型 は,分
裂 酵 母 に お け る 接 合 ・胞 子 形 成 の 鍵 遺
伝 子 で あ るSte11の
明 で き る.こ
発 現 が 著 し く低 下 し て い る こ と で 説
れ ら の こ と か ら,Prr1は
お そ ら く転 写 因
子 で あ り,2つ
の タ イ プ の 遺 伝 子(群)の
え ら れ る.1つ
は 酸 化 ス ト レ ス 応 答 遺 伝 子(群)で
も う1つ
発 現 に 必 要 と考
は 細 胞 分 化 ・胞 子 形 成 遺 伝 子(群)で
1つ のRRで
あ るMcs4は,も
・MAPKカ
あ る.も
う
と も と は細 胞 周 期 制 御 関
連 因 子 と し て 同 定 さ れ た.現
の ス'ト レ ス 応 答MAPKキ
あ り,
在 で は,Mcs4は
分 裂酵 母
ナ ー ゼ カ ス ケ ー ドで あ るStyl
ス ケ ー ドの 上 流 で 働 い て い る こ と が 確 か と
な っ て い る25).具
MAPKKKの
体 的 に は,Sty1の
上 流 に あ る
エ フ ェ ク タ ー と し て 働 い て い る.Sty1・
MAPKカ
ス ケ ー ドは 各 種 の ス ト レ ス 応 答 に 必 須 の 役 割
を 担 っ て お り,浸
レ ス な ど,そ
透 圧 ス ト レ ス,酸
化 ス ト レ ス,熱
の 守 備 範 囲 は 広 い.Sty1の
れ ら 各 種 の ス ト レ ス に 超 感 受 性 を 示 す.ま
株 は 不 稔 で あ る27>.こ
う し て,分
ス ト
欠 損 株 は,こ
た,こ
裂 酵 母 の2つ
の欠損
のRRの
相 互 に 関 連 し た 機 能 が 浮 か び 上 が っ て き た(酸 化 ス ト レ
ス 応 答 と 胞 子 形 成 で あ る).さ
が 伸 長 し て お り,明
ら に,Sty1欠
ら か にG2→Mの
損株 は細胞
進 行 が 遅 延 して い
る28).言 い か え れ ば,細 胞 周 期 の 制 御 に 欠 損 が 見 ら れ る.
Mcs4の
欠 損 株 もG2→Mの
態 を 示 す.こ
Sty1・MAPKカ
進 行が 遅 延 した長 い細 胞形
う し て,3HK→HPt→RR(Mcs4,Prr1)→
ス ケ ー ド→ 酸 化 ス ト レ ス 応 答+胞
子形
成 制 御 の 流 れ が 明 ら か に さ れ た(図4).
以 上 の シ ナ リ オ は い さ さ か 無 味 乾 燥 す ぎ る の で,こ
こ
で 生 物 学 的 な 彩 り を 加 え た 別 の シ ナ リ オ を 紹 介 す る.分
裂 酵 母 に お い て,接
合 ホ ル モ ン 誘 導 →G1期
停 止→分 裂
図5高
等 植 物 イ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お け る リン 酸 リ レー 関 連 因
子 群 の全 体像
各 因子 が 図1や 図3で 見 た バ ク テ リア の リ ン酸 リ レー 因 子 群 とき
わめ て 類 似 して い る点 に 注 目 して ほ しい.
蛋 白質
核 酸 酵 素Vol.47No.2(2002)
119
しで も胞 子 形 成 が 進 行 す る こ とで あ る.分 裂 酵 母 は 窒 素
明 らか とな っ た(図5).シ
が 欠 乏 して も嫌 気(低 酸 素)条 件 下 で は胞 子 形 成 に 入 ら な
遺 伝 子,5種
いが,こ
存 在 す る.興 味 深 い こ とに,こ
の よ う な 条 件 下 で も過 酸 化 水 素 で 細 胞 を 処 理 す
る と胞 子 形 成 を す る よ う に な る.3HK変
異 株 やPrr1の
ロ イ ヌ ナ ズ ナ に は11種
類 のHPt遺
伝 子,22種
類 のRR遺
のHK
伝子が
れ ら に加 え て 少 な くと も
構 成 的 活 性 化 型 変 異 株 は 嫌 気 条 件 下 で も胞 子 形 成 を す
5種 類 のRR様
遺 伝 子(擬 似RR)が
存 在 し て い る(図5
.ド)
.こ れ ら に よ っ て 形 成 され る リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達
る.以 上 の 事 実 は,分 裂 酵 母 の胞 子 形 成 に重 要 な環 境 シ
ネ ッ トワー ク とそ の 高 次 機 能 の 解 明 は 今 後 の 課 題 で あ る
グナ ル と して 酸 化 ス トレス が あ り,リ ン酸 リ レー 情 報 伝
が,そ
達系 こ そ が酸 化 ス トレス シ グナ ル の 入 り口 と な っ て る こ
ホ ル モ ン応 答 情 報 伝 達” や” 植 物 の 生 物 時 計” に リ ン
と を強 く示 唆 し て い る(図4).こ
の 解 析 基 盤 が 整 っ た とい え る.事
実,” 各 種 植 物
の よ うな 酸 化 ス トレス
酸 リ レー が 深 くか か わ っ て い る こ とが 明 らか に な りつ つ
の実 体 は,外 か ら加 え た過 酸 化 水 素 とい っ た もの で は な
あ る.し た が っ て,現 時 点 で 高 等 植 物(シ ロ イ ヌ ナ ズナ)
く,呼 吸 系 な どか ら必 然 的 に 生 じる 内 生 的 な酸 化 ス トレ
に お け る リ ン酸 リ レー情 報 伝 達 研 究 の現 状 を概 観 す る こ
ス で あ ろ う(呼 吸 系 が 働 か な い 嫌 気 条 件 下 で は 胞 子 形 成
と は意 義 深 い と思 わ れ る.
が 誘 導 され な い こ と を思 い起 こ して ほ しい).
シロイヌナズナの リン酸 リレー因子の全体像
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分 裂酵 母 にお け る リ ン酸 リ レー 系 の 仕 組 み は巧 妙 で 合
目的 で あ る.2つ
の 異 な るRRを
使 い 分 け な が ら細 胞 周
シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お け る リ ン酸 リ レ ー情 報 伝 達 関 連 因
期 → 胞 子 形 成 を制 御 し,同 時 に対 症 療 法 的 に抗 酸 化 ス ト
子 に 関 す る こ れ ま で の 個 別 の 研 究 と,全
レス 系 を誘 導 す る こ とで 見 事 な ま で の 合 目 的性 を達 成 し
象 と し た 網 羅 的 な 検 索 結 果 よ り,関
て る.た だ,図4で
く こ と が で き る(図5)29}.シ
注 意 して い た だ きた い の は,こ
で は 非 リ ン酸 化 型 のRRが
の系
活 性 化 型 で あ る 点 で あ る.し
のHK遺
連 因 子 の 全 体 像 を描
ロ イ ヌ ナ ズ ナ に は11種
除 い て す べ て ハ イ ブ リ ッ ドHKで
キ” と して作 動 して お り,シ グナ ル(酸 化 ス トレ ス)が く
ド メ イ ン が 余 分 に 連 結 さ れ て い る.こ
る とそ れ が 外 れ る 仕 組 み に な っ て い る.リ ン酸 化OmpR
ドHKの
が 活 性 化 型 で あ り,EnvZリ
(AHP1∼5)34・35）,す
に な っ て い る の と は見 か け上 対 照 的 で あ る(図1).し
か
に変 わ りは な く,こ の こ と は む しろ リ ン酸 リ レ ー情 報 伝
達 機 構 の 可 塑 性 を示 して い る.い ず れ に しろ,筆 者 らが
る36).RRド
最 近 明 らか に した 分 裂 酵 母 の リン酸 リ レー 系 の 分 子 機構
が11種
と,そ の 生 理 的 役 割 に も,リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 の 巧 妙
イ プBフ
な 多 様 性 を見 る こ とが で きる.
ン に 加 え 長 いC末
構 造 上2つ
子 は5種
同 様 にHPt
御 因 子 は22種
の サ ブ フ ァ ミ リー に 分 類 され
類 あ る(タ イ プAフ
ァ ミ リ ー と 分 類).残
ァ ミ リ ー に 属 す るRRは,、
け た)36).こ
ほ ど前
に 似 て い る が,Mybが
典 型 的 な3つ
る の に 比 べ て リ ピ ー トが1つ
ミノ 酸
チー フ と名づ
結 合 に 関 与 し て い る と 思 わ れ る.事
の リ ピ ー トか ら な
ARR10のBモ
ず れ に し ろ,こ
チ ー フ の 構 造 をNMRを
の 配 列 はDNA
実,最
近筆 者 らは
用 い て 決 定 した
総 合 的 に解 析 し,そ の フ レー ム ワ ー ク を明 らか に しつ つ
が,確
あ っ た(植 物 学 的 な理 解 に は ほ ど遠 い が).タ
造 を 有 し て い た(農 水 省 ・山 崎 氏 と の 協 同 研 究:未
か にHTH(ヘ
く全 ゲ ノ ム 配列 が 決 定 さ れ た こ と に よ り,シ ロ イ ヌ ナ ズ
し た が っ て,タ
ナ の リ ン酸 リ レー 関 連 因子 に 関 す る全 フ レ ー ム ワー ク が
る.以
リ ッ ク ス ・ タ ー ン ・ヘ リ ッ ク ス)構
イ プBのARR群
上 の よ う に,シ
列
し か な く” シ ン グ ルMyb
の 間,こ
蛋 白 質 核 酸 酵素Vol.47No.2(2002)
端 ド
の モ チ ー フ は 哺 乳 動 物 に 見 ら れ るMyb配
並 行 して シロ イ ヌ ナ ズ ナ を対 象 と した 研 究 を始 め た.そ
120
メイ
れ らC末
配 列 は 変 化 に 富 ん で い る が,50ア
様 配 列” と も い わ れ る.い
イ ミングよ
りの タ
典 型 的 なRRド
端 ド メ イ ン を も つ.こ
か ら,筆 者 ら はバ クテ リ アや 酵 母 の リ ン酸 リ レー研 究 と
の 高 等 植 物 の 主 要 な リ ン酸 リ レ ー 関 連 遺 伝 子 を
らに そ の 下
類 あ り(ARR1
ほ ど か ら な る 共 通 配 列 が 認 め ら れ る(Bモ
高等 植物 シロ イヌ
類 あ り
メ イ ンだ け を 含 ん で い る 比 較 的 小 さ な も の
メ イ ン の1次
ナ ズ ナ の 全 ゲ ノ ム 配列 が 報 告 され た29).こ の5年
れ らの ハ イ ブ リ ッ
ド メ イ ン の み か ら な る 小 さ な 分 子 で あ る.さ
∼22) ,1次
号 のNatureに
端 側 にRR
べ て 分 裂 酵 母 のSpy1と
流 で 働 く と 思 わ れ るRR制
2000年 の12月14日
あ り,C末
下 流 で 働 く と 思 わ れ るHPt因
し,い ず れ の 場 合 で も” 分 子 ス イ ッチ” と し て の 本 質
高等植物におけるリン酸 リレー情報伝達
類
伝 子 が あ る18・19・3(1∼33).2つ(ERS1とERS2)を
た が っ て,こ の リ ン酸 リ レ ー 系 は 通 常 時 に は” ブ レ ー
ン酸 リ レー 系 が” ア ク セ ル”
ゲ ノ ム配 列 を 対
発 表).
は 転 写 因 子 と考 え られ
ロ イ ヌ ナ ズ ナ に は リ ン酸 リ レ ー 情
報伝 達 に か か わ る と考 え られ る情 報 伝 達 因 子 が 多 数 存 在
ERS2とEIN4の5種
す る こ と か ら,何
の30),AHK2,AHK3とAHK4の3種
らか の 高 次 機 能 統 御 にか か わ る11HK
→5HPt(AHP)→22RR(ARR)か
ら な る リ ン酸 リ レー 情 報
伝 達 ネ ッ トワー クが 存 在 す る こ とが 示 唆 され た.
以 上 に 概 観 した よ うに,シ
か と な っ て い る32・33・40).残り の3種
ロ イ ヌナ ズ ナ に見 い だ され
ア の研 究 か ら学 ん だ 概 念 に よ く 当 て は ま る(そ れ ぞ れ 典
明 で あ る19・31).
か し,こ れ ら と 明 ら
か に 関連 は す る が や や 毛 色 の 変 わ っ た 因 子 が 存 在 す る.
1つ は フ ィ トク ロ ム(PHYA∼PHYE)で
あ り,こ れ は植
類 に 関 し て は,浸
透
サ イ ト カ イ ニ ン 応 答(CKI1と
A.エ
どへ の 関 与 が 示 唆 さ れ て い る が 確 か な こ と は 不
チ レ ン応 答 と リ ン酸 リ レー
エ チ レ ン は古 くか ら知 られ た 植 物 に 固 有 の ホ ル モ ンで
あ り,そ の 生 理 作 用 は多 岐 に わ た っ て い る.な
じみ 深 い
物 に お け る 赤 色 光 受 容 体 と して 有 名 で あ る.し か し,そ の
と こ ろ で は,果 物 は 時 を経 る と と もに 美 味 し く成 熟 す る
HK様
が,こ
ドメ イ ンの ア ミ ノ酸 配 列 は 典 型 的 なHKと
ぶ ん とか け離 れ て い る.コ
HKと
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圧 セ ン サ ー(ATHK1)や
CKI2)な
あ る).し
類 は 別 の植 物 ホ
ル モ ン で あ る サ イ トカ イニ ンの 受 容 体 で あ る こ とが 明 ら
る リ ン酸 リ レー 関 連 因 子 の1次 構 造 上 の 特 徴 はバ クテ リ
型 的 なHK,HPt,RRで
類 は 植 物 ホ ル モ ンで あ る エ チ レ ン
はず い
ン ピ ュ ー タ を用 い た 検 索 で は
の 有 意 の 相 同 性 を示 す が(図5上),リ
ン酸 化 に必
れ は ま さ に エ チ レ ンが 誘 導 さ れ て 成 熟 過 程 が 促 進
され る か らで あ る.ま た,エ チ レ ンは 種 子 の 発 芽,落 葉,
花 の 老 化 な ど に も深 く関 与 して い る.暗 所 で 育 て た植 物
須 と思 わ れ る ヒ ス チ ジ ン残 基 が 見 あ た らな い.そ の 意 味
の 芽 生 え に エ チ レ ン を作 用 させ る と,ト
で は,真
ス と よ ば れ る形 態 を 誘 導 す る こ とが 古 くか ら知 られ て い
のHKで
は な く,本 来 はHKで
あ った ものが
リ プ ル レス ポ ン
進 化 の過 程 で 植 物 の赤 色 光 受 容 体 に変 化 した もの で あ ろ
る(モ ヤ シ に な らな い).こ
う.そ の 証 拠 に,進 化 的 に植 物 と関 連 が 深 い シ ア ノバ ク
ヌ ナ ズ ナ か らエ チ レ ン応 答 に 関す る各 種 の 突 然 変 異 体 が
テ リ ア で は,フ
多 数 取 得 さ れ た.そ
れ て い る.も
ィ トク ロ ム様HKが
う1つ はRRの
こ ろ タ イ プBのARRに
し,リ
光 受 容 体 と して 使 わ
類 似 体 で あ り,一 見 した と
よ く似 て い る(図5下)37).し
か
ン酸 受 容 ア スパ ラ ギ ン酸 残 基 が グ ル タ ミ ン酸 に な
っ て い る 点 で 典 型 的 なRRド
メ イ ン と は 異 な る(グ ル タ
ミン酸 が リ ン酸 化 さ れ る 証 拠 は な い).し
れ らの5種 類 の 新 規 因 子(APRR群)は
た が っ て,こ
擬 似RRと
考えら
の 形 態 変 化 を 指 標 に,シ
ロイ
の う ち,エ チ レ ン非 感 受 性(エ チ レ
ン存 在 下 で も形 態 変 化 を 示 さ な い)と して 知 ら れ て い た
変 異 の 解 析 に よ り,そ れ ら 原 因 遺 伝 子(ETR1,ETR2,
EIN4)が 典 型 的 なHKを
コ ー ドして い る こ とが 見 い だ さ
れ た18).ETR1の
構 造 類 似 体 と し てERS1とERS2遺
伝
子 が 単 離 され,合
計5種 類 の エ チ レ ン関 連 のHKが
見つ
か っ た30〕.これ ら の 因 子 は 典 型 的 な セ ンサ ーHKに
よく
れ る.筆 者 ら の 最 近 の 研 究 か ら,こ れ ら新 規 な 擬 似RR
見 られ る 膜 局 在 性 ドメ イ ン をN末
は 高等 植 物 の 生 物 時 計 と して の 機 能 を 果 た して い る こ と
と か ら,直 感 的 に エ チ レ ンの 受 容 体 で あ る と推 察 さ れ
が 示 唆 され て い る38，39）.こ
の よ う に 高等 植 物 で は,一 方
た.エ
で バ クテ リ ア型 リ ン酸 リ レー 機 構 をそ の ま ま維 持 す る こ
た4P.種
と で植 物 特 有 の情 報 伝 達 に応 用 し,他 方 で そ れ を変 化 さ
り,こ れ らの 結 果 を 総 合 し て5種
チ レ ンがETR1に
端 側 に もって いた こ
直 接 結 合 す る こ と も証 明 さ れ
々の 遺 伝 学 的 解 析 も この 考 え を強 く支 持 して お
類 の エ チ レ ン受 容 体
せ る こ とで 植 物 固 有 の 高 次 機 能 を司 る 因子 へ と進 化 させ
HKは
た と考 え る こ と が で き る.後
て い る.エ チ レ ンが結 合 して い な い 状 態 で はHKが
者 の” 植 物 の 時 計” な ど
重 複 した 以下 の よ う な働 き を し て い る と推 定 さ れ
活性
に 関 して も多 くの 興 味 深 い 知 見 が 蓄 積 して い る が,誌 面
化 さ れ て お り,下 流 の エ チ レ ン応 答 経 路 を抑 制(負 に 調
の 都 合 か ら本 稿 で は前 者 に焦 点 を 絞 っ て 考 察す る.
節)し て い る(ブ レー キ が 作 動)42).エ チ レ ンがHKに
シロイヌナズナにおけるリン酸 リレー情報伝達系の簡
単なシナ リオ
シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に は11種
あ る こ と か ら,
類 の異 なった シ グナ ル
応 答 に そ れ ぞ れ 関 与 し て い る こ と が 予 想 さ れ る(図5
か し,高 等 植 物 で は よ く 見 ら れ る こ と で あ る が,
各 遺 伝 子 に は 機 能 的 重 複 が あ り,ETR1,ETR2,ERS1,
機 能 が 抑 制 さ れ,結
果 と して エ チ レ
ン応 答 が 誘 導 され る とい う モ デ ル で あ る.ETR1の2量
体 形 成,自
類 のHKが
バ ク テ リ ア の 例 に な ら え ば11種
上).し
合 す る こ とでHKの
結
己 リ ン酸 化 能,コ
フ ァクター としてのマ ンガ
ン イ オ ン要 求 性 が 明 らか と な って お り,エ チ レ ン との 結
合 の 解 離 定 数(Kd)も 求 め られ て い る41).
不 思 議 な こ と に,こ の よ う にエ チ レ ン受 容 体 は典 型 的
な セ ンサ ーHKと
RR因
思 わ れ る に もか か わ らず,HPt因
子や
子 が そ の 下 流 で 働 い て い る こ と を示 す 結 果 が,遺
蛋 白質 核 酸 酵 素VoL47No.2(2002)
121
伝 学 的 に も生 化 学 的 に もま っ た く得 られ て い な い.そ
ど こ ろ か,遺 伝 学 的 に は,こ れ らHKの
乳 類 のRaf1フ
ァ ミ リー キ ナ ー ゼ(MAPKKK)と
を 示 すCTR1と
れ
す ぐ下 流 に は 哺
類似 性
よ ば れ る 因 子 が 位 置 して い る と 考 え ら
れ て い る43)(酵母two-hybrid解
析 でETR1とCTRIと
の 直 接 相 互 作 用 も観 察 され て い る).以
上 の こ と か ら,
エ チ レ ン情 報 伝 達 系 で は リ ン酸 リ レー情 報 伝 達 系→
MAPキ
ナ ー ゼ カ ス ケ ー ドとい う,酵 母 に 見 られ る 原 核
+真 核 生 物 型 情 報伝 達 経 路 が 存 在 す る こ とが 想 定 され て
い る.し か し,先 に 指 摘 した点 も含 め て 不 明 な点 が 多 い.
B.サ
イ トカ イ ニ ン応 答 と リ ン酸 リ レー
サ イ トカ イ ニ ン も 古 くか ら知 ら れ た 主 要 な 植 物 ホ ル モ
ン で あ り,植
物 培 養 細 胞(あ る い は カ ル ス)の 細 胞 分 裂 を
Database Center for Life Science Online Service
促 進 す る 物 質 と し て,古
く1950年
代 に 見 い だ さ れ た.
一般 に 植 物 の培 養 細 胞系 を確 立 す る た め に は
,成
長ホ ル
モ ン と して オ ー キ シ ン とサ イ トカ イ ニ ンが 必 要 と さ れ
る.オ
ー キ シ ンが カ ル ス か らの 根 の 原 基 形 成 を促 進 す る
の に 対 し,サ
イ トカ イ ニ ン は 葉 の 原 基 形 成 を 促 進 す る.
図6シ
ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お け る サ イ トカ イ ニ ン 情 報 伝 達 と 多
段 階 リン 酸 リ レー
3つ のHKが
サ イ トカ イ ニ ンの 直 接 の 受 容 体 と して働 い て い る 点
と,図3に
示 した 大腸 菌 に お け る 多段 階 リン 酸 リ レー 情 報 伝 達 系
との 類似 点 に注 目 してほ しい.
こ の よ う に サ イ トカ イ ニ ン は オ ー キ シ ン と と も に 植 物 の
生 長 ・分 化 を 調 節 す る 必 須 な 生 理 活 性 物 質 で あ る.1950
合 す る と,サ イ トカ イ ニ ン情 報 伝 達 経 路 の 入 り口が バ ク
年 代 に サ イ トカ イニ ンの 一種 で あ る カ イ ネ チ ンが 同 定 さ
テ リア 型 リ ン酸 リ レー 機 構 に依 存 して い る こ と は 間違 い
れ て 以 来,実
な い.
に40年
近 くに わ た り こ の 重 要 な 植 物 成 長
ホ ル モ ン の 受 容 体 が 探 し 求 め ら れ た が,そ
不 首 尾 に 終 わ っ た,し
か し,2001年
の ほ と ん どが
に な り,植
物 にお
エ チ レ ン応 答1青報 伝 達 の場 合 と異 な り,サ イ トカ イニ
ン応 答 情 報 伝 達 に お い て は,サ
イ トカ イニ ン受 容 体HK
け る リ ン 酸 リ レ ー 研 究 が 突 如 と し て サ イ トカ イ ニ ン の 真
の 下 流 の シ ナ リ オ に 先 に 述 べ たHPt因
の 受 容 体 に 光 を あ て た."青
RR因
体"は,筆
い 鳥=サ
イ トカ イ ニ ン受 容
(AHK2∼4)で
多 く は,そ
あ り32),柿 本 ら が 同 定 し たCRE1(=AKH
本 ら は,サ
関 与 して い る こ と を 示 す 確 か な 証
拠 が 蓄 積 しつ つ あ る(図6).タ
者 ら が 解 析 し て い た シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ のHK
4)で あ っ た(図6)44).柿
子(ARR群)が
イ トカ イ ニ ン に よ る
子(AHP群)や
イ プAに
属 す るARRの
の 転 写 が サ イ ト カ イ ニ ン に よ り誘 導 さ れ
る45).DNA結
合 性 転 写 因子 と して 働 くARR1やARR2
カ ル ス か ら の シ ュ ー ト形 成 に 異 常 を 示 す 変 異 の 原 因 遺 伝
(タ イ プB)を,そ
子 と し てCRE1を
結 合 性 転 写 活 性 化 ドメ イ ンを)過 剰 発 現 す る植 物 体 を作
単 離 し た44).筆
者 ら は,AHK2∼4が
サ イ トカ イ ニ ン に 依 存 し て 大 腸 菌 の あ る 種 のHKの
欠 損 を 相 補 す る こ と を 示 し た(AHK4は
大腸 菌 内で サ イ
ト カ イ ニ ン セ ン サ ー と し て 働 く1)32).筆
に 酵 母 膜 系 を 利 用 し てAHK4が
者 ら は,さ
あ り,サ
サ イ トカ イ ニ ン と
イ トカ イ ニ ン の 生
理 的 作 用 濃 度 を 十 分 に 説 明 で き る も の で あ る.ち
に,こ
ら
サ イ トカ イ ニ ン と 直 接
結 合 す る こ と も 証 明 し た40).AHK4と
の 解 離 定 数(κd)は4.6nMで
機 能
なみ
れ ら サ イ ト カ イ ニ ン 受 容 体 の う ち でCRE1(AHK
4)の 変 異 株 の 表 現 型 が 調 べ ら れ て お り,サ
イ トカ イ ニ ン
の レ シー バ ー 領 域 を 除 い た 形 で(DNA
製 す る と,根 の 伸 長 の サ イ トカ イ ニ ン応 答 性 が 変 化 した
り,異 常 な 葉 の 原 基 を 形 成 した りす る.こ
で はARR(タ
イ プA)の
発 現 が 上 昇 す る.AHPとARR
は リ ン酸 リ レー を介 して 相 互 作 用 す る34}.AHP2の
(根や 胚 軸 の 伸 長 阻 害).最
後 に,サ
AHK4→AHP2→ARR2(タ
イ プB)→ARR6(タ
イ トカ イ ニ ン刺 激 →
ラ ス トを用 い た 遺 伝 子 導 入 実 験 に よ り人 工 的 に再 構 成 さ
く に 維 管 束)の 分 化 に 異 常 が 見 ら れ る,以
る サ イ トカ イ ニ ン刺 激 →AHK→AHP→ARR(タ
蛋白質 核酸
酵 素Vol.47No.2(2002)
イ プA)の
発 現 誘 導 か らな る リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 経 路 が プ ロ トプ
れ た畑.こ
122
過剰
発 現 植 物 体 は サ イ トカ イ ニ ン に 関 し て 超 感 受 性 と な る
の 根 の 伸 長 阻 害 効 果 に 対 し て 非 感 受 性 を 示 し た り,根(と
上の こ とを総
れ らの 変 異 体
れ ら の実 験 結 果 か ら,シ
ロイヌナズナ におけ
イ プB)
→ARR(タ
イ プA)→
サ イ トカ イニ ン応 答 か ら な る 初 発
と はバ ラで も しか り」 と して 体 験 す る と は予 想 だ に し な
情 報 伝 達 系 経 路 が ほ ぼ 確 か な もの と な っ て い る(図6).
か っ た.こ
こ の 機 構 と 図3に 示 し た 大 腸 菌 のArcB→ArcA系
”目 くる め く よ う な セ リ ン ・ト レ オ ニ ン ・チ ロ シ ンの リ
比 べ て い た だ きた い(シ グ ナ ル は酸 素 有 無vs植
を見
ン と ま っ た く異 な る が).驚
こで 紹 介 した リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 機 構 は,
物 ホルモ
ン酸 化 カ ス ケ ー ド研 究” の 影 に 隠 れ て 地 味 な 感 は 否 め な
くほ どの 類 似 性 と進 化 的 保
い.し か し,本 稿 か ら リ ン酸 リ レー 型 情 報 伝 達 機 構 が 進
存 性 が 見 て と れ る.筆 者 らが 植 物 ホ ル モ ン受 容 体(AHK
化 的 に 最 も成 功 を収 め た 多 様 で 可 塑 性 に 富 ん だ” 生 物
4)を 大 腸 菌 で 働 か せ る こ とに 成 功 した こ と も偶 然 で は な
的ITシ
い こ とが 理 解 で き る.
け れ ば 幸 い で あ る.
ス テ ム” で あ る こ とが 少 しで も理 解 して い た だ
高等植物 における リン酸 リレー情報伝達機構 に関する
今後の課題
シ ロ イ ヌ ナ ズナ に お け る リ ン酸 リ レー 情 報 伝 達 に 関 す
る簡 単 な シ ナ リ オ は,高 等 植 物 に お け る主 要 な ホ ル モ ン
1)
2)
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で あ る エ チ レ ン とサ イ トカ イニ ンに応 答 し た情 報 伝 達 機
構 に リ ン酸 リ レー が か か わ って い る こ と を示 す もの で は
あ るが,図5と6に
3)
4)
示 した フ レー ム ワ ー クは きわ め て プ
リ ミテ ィブ で あ る.エ
チ レ ンや サ イ トカ イ ニ ンの 生 理 作
用 は きわ め て 多 岐 に わ た っ て お り(あ の 綺 麗 な バ ラ の 花
の 生 き様 を 思 い起 こ して ほ しい),植
物体 の 各器官 や組
5)
6)
7)
織 ご と に特 徴 的 な ホ ル モ ン応 答 ・情 報 伝 達 経 路 が 作 動 し
て い る に 違 い な い.[サ
ARR(タ
イ プB)→ARR(タ
い る と仮 定 して,こ
官 で,ど
イ トカ イニ ン→3AHK→AHP→
応 答]が
成 立 して
の よ う な生 体 機 能 を制 御 して い る
チ レ ン→5HK→
同 じこ とが い え る.こ
応 答 の 流 れ に 関 して も
題 が 山積 して い る(1つ の 確 か な こ と が わ か る と,新 た
に10の
疑 問 か 生 じる の が 常 で あ る).し
暗 中模 索,五
か し10年 前 の
里 霧 中 と い っ た状 況 を考 え れ ば,わ
る こ とが で きた し,シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の 全 ゲ ノ ム配 列 とい
うマ ップ も 手 に して い る.あ
とは 論 理 的 な プ ラ ン と忍 耐
強 い 実 験 を 積 み 重 ね る こ とで,50年
848(1996)
Ota, I. M., Varshavsky, A. : Science, 262, 566-569 (1993)
14)
15)
16)
17)
来の 命題 で あ るエ
チ レ ンや サ イ トカ イ ニ ンの 作 用 機構 に関 す る 着 実 な成 果
が 得 られ る で あ ろ う.
お わ りに
で あ る.25年
13)
11)
れわれ
は この 数 年 間 に確 か な 手 が か りと必 要 な材 料 を手 に 入 れ
筆 者 ら は,ま
12)
10)
う考 えた だ け で も,高 等 植 物 にお
け る リ ン酸 リ レー の 研 究 に 関 し て気 の遠 くな る よ うな 課
18)
19)
20)
21)
ぎれ も な く 「ジ ャ ッ ク ・モ ノー の 末 窩 」
前 に 「大 腸 菌 の 浸 透 圧 応 答 」 の 研 究 で 彼
の 後 追 い を 始 め た と き に は,「 大 腸 菌 で 真 実 な こ と は 象
6932-6940(1983)
Mizuno, T. : J. Biochem., 123, 555-563 (1998)
Aiba, H., Mizuno, T., Mizushima, S. : J. Biol. Chem., 264,
8563-8567(1989)
Kato, M., Aiba, H., Tate, S., Nishimura, Y., Muzuno, T.
FEBS Lett., 249,168-172 (1989)
Parkinson, J. S. : Cell, 73, 857-871 (1993)
Stock, J. B., Ninfa, A. J., Stock, A. M. : Microbiol. Rev., 53,
450-490(1989)
Parkinson, J. S., Kofoid, E. C.: Annu. Rev. Genet., 26,71-112
(1992)
Munoz-Dorado, J., Inouye, S., Inouye, M. : J. Cell Bio
chem., 51, 29-33 (1993)
Stock, J. B., Lukat, G. S., Stock, A. M.: Annu. Rev. Biophys.
Chem., 20,109-136 (1991)
Ishige, K., Nagasawa, S., Tokishita, S., Mizuno, T.: EMBO
J., 13,5195-5202(1994)
Appleby, J. L., Pakinson, J. S., Bourret, R. B. : Cell. 86, 845-
9)
れ らが どの よ う な組 合 せ で,ど の 器
の 組 織 で,ど
の だ ろ うか?エ
イ プA)→
8)
Jacob, F., Monod, J. : J. Mol. Biol., 3, 318-356 (1961)
Mizuno, T., Chou, M.-Y., Inouye, M. : J. Biol. Chem., 258,
22)
23)
Posas, F., Wurgler-Murphy, S. M., Maeda, T., Witten, E. A.,
Thai, T. C., Saito, H. : Cell, 86, 865-875 (1996)
Maeda, T., Wurgler-Murphy, S. M., Saito, H. : Nature, 369,
242-245(1994)
Posas, F., Saito, H.: EMBO J., 17,1385-1394(1998)
Loomis, W. F., Shaulsky, G.,Wang, N. : J. Cell Sci., 110,11411145(1997)
Chang, C., Kwok, S. F., Bleeker, A. B., Meyerowitz, E. M.
Science, 262, 539-544(1993)
Kakimoto, T. : Science, 274, 982-985 (1996)
Tsuzuki, M., Ishige, K., Mizuno, T. : Mol. Microbiol., 18,953962(1995)
Takeda, S., Matsushika, A., Mizuno, T. : J. Biochem. (To
kyo), 126, 354-360 (1999)
Matsubara, M., Mizuno, T.: FEBS Lett., 470,118-124 (2000)
Matsubara, M., Kitaoka, S. I., Takeda, S. I., Mizuno, T.
Genes Cells. 5. 555-569 (2000)
で も しか り」 と い う彼 の 格 言 を 「バ クテ リ ア で真 実 な ご
蛋 白質
核 酸 酵 素Vol.47No.2(2002)
123
24)
27)
28)
29)
Aoyama, K., Mitsubayashi, Y., Aiba, H., Mizuno, T. : J.
Bacteriol., 182, 4868-4874 (2000)
Shiozaki, K., Shiozaki, M., Russel, P. : Mol. Biol. Cell, 8,409419(1997)
Ohmiya, R., Yamada, H., Kato, C., Aiba, H., Mizuno, T.
Mol. Gen. Genet., 264, 441-451 (2000)
Shiozaki, K., Russell, P.: Genes. Dev.. 10, 2276-2288 (1996)
Shiozaki, K., Russell, P.: Nature, 378, 739-743 (1995)
The Arabidopsis Genome Initiative : Nature, 408, 796-815
30)
(2000)
Solano, R., Ecker, J. R. : Curr. Opin. Plant Biol., 1, 393-398
31)
(1998)
Urao, T., Yakubov, B., Satoh, R., Yamaguchi-Shinozaki,
25)
26)
32)
Database Center for Life Science Online Service
33)
34)
35)
36)
37)
38)
40)
41)
42)
43)
44)
K.,
Seki, M., Hirayama, T., Shinozaki, K. : Plant Cell, 11, 17431754(1999)
Suzuki, T., Miwa, K., Ishikawa, K., Yamada, H., Aiba, H., Mi
zuno, T. : Plant Cell Physiol., 42, 107-113 (2001)
Ueguchi, C., Koizumi, H.. Suzuki, T., Mizuno, T.: Plant
Cell Physiol., 42,231-235 (2001)
Suzuki, T., Imamura, A., Ueguchi, C., Mizuno, T.: Plant
Cell Physiol., 39,1258-1268 (1998)
Miyata, S.-I., Urao, T., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki,
K. : FEBS Lett., 437,11-14 (1998)
Imamura, A., Hanaki, N., Umeda, H., Nakamura, A., Suzuki,
T., Ueguchi, C., Mizuno, T. : Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95,
2691-26960998)
Makino, S., Kiba, T., Imamura, A., Hanaki, N., Nakamura,
A., Suzuki, T., Taniguchi, M., Ueguchi, C., Sugiyama, T., Mi
zuno, T.: Plant Cell Physiol., 41, 791-803 (2000)
Matsushika, A., Makino, S., Kojima. M., Mizuno, T.: Plant
公募
39)
45)
46)
47)
Cell Physiol., 41, 1002-1012 (2000)
Makino, S., Matsushika, A., Kojima, M., Oda, Y., Mizuno,
T. : Plant Cell Physiol., 42, 334-339 (1998)
Yamada. H., Suzuki, T., Terada, K., Ishikawa, K., Miwa, K.,
Yamashino. T., Mizuno, T.: Plant Cell Physiol., 42,10171023(2001)
Schaller, G. E., Bleecker, A. B.: Science, 270, 1809-1811
(1995)
Hua, J., Meyerowitz, E. M. : Cell, 94, 261-271(1998)
Kieber, J. J., Rothenberg, M., Roman, G., Feldman, K. A.,
Ecker, J. R. : Cell, 72, 427-441 (1996)
Inoue, T., Higuchi, M., Hashimoto, Y., Seki, M., Kobayashi,
M., Kato, T., Tabata, S., Shinozaki, K., Kakimoto, T. : Na
ture, 409,1060-1063(2001)
Kiba, T., Taniguchi, M., Imamura, A., Ueguchi. C., Mizuno,
T.. Sugiyama. T.: Plant Cell Physiol., 40. 767-771 (1999)
Hwang, I., Sheen, J.: Nature, 413, 383-389 (2001)
West, A. H., Stock, A. M. : Trends Biochem. Sci., 26,369-376
(2001)
水野 猛
略 歴:1989年
度 よ り名 古 屋 大 学 農 学 部 教 授,研
鈴 木 友美
略 歴:2001年
に名古屋 大学 大学 院生命 農 学研 究科博 士課 程
修 了(農 学 博 士)後,日
本 学 術 振 興 会 特 別 研 究 員,研
マ:シ ロ イ ヌ ナ ズナ に お け る 情 報 伝 達 分 子 機 構.関
心 事:
普 遍 的 な 情 報 伝 達 機 構 の 解 明 と,そ の機 構 を基 盤 と した 医療
や 食 糧 問 題 へ の 応 用.
・テ クニ カル スタ ッフ若干 名
公募
Postdoctoral
Harvard
研 究 内 容:癌 研 究 会 で は,が ん の 遺伝 子 発 現 プ ロ フ ァ イル解
析 お よび患 者 の遺伝 子 多 型(SNP)解 析 を行 な い,同 時 に治
療 に対 す る応 答 性 な ど患 者 の 各種 臨床 病 理 学 的 情 報 を併 せ
た デー タベ ー ス を作 成 し,こ れ に統 計 ・遺 伝 疫 学 的解 析 を
行 な う こ とに よ りが ん患 者 の オ ー ダー メー ド医療 を実 現 さ
せ る研 究 を推 進 して い ます.こ れ らの情 報 解 析 に 関心 と熱
意 の あ る研 究 員 ・テ クニ カル ス タ ッフ を募 集 い た します.
応 募 資 格:生 命 科 学 ・医学,統 計学,疫 学,バ イオ イン フ ォ
マ テ ィ クス,情 報科 学 い ず れ か の分 野 で 研 究経 験 を有 し,
遺 伝 子 発現 プ ロフ ァイル 解析,遺 伝 子 多 塑 解析 に 興味 の あ
る方.ま た は,関 連 す るデ ー タベ ー ス構 築,解 析 ソ フ ト開
発 等 に 従事 で きる方.
提 出 書 類:① 履 歴書,② 研 究 業績 リス ト,③ これ までの 研 究
概 要 と今 後 の 計 画,④ 推 薦 者 の 氏 名,連 絡 先(ま た は推 薦
文),テ クニ カル ス タ ッ フは① ② のみ.
応 募 締切:適 当 な方 が 見 つ か り次 第締 切.
採 用 時 期:決 定 次 第 で きる だ け 早 期 に 着 任,単 年 度 契 約 で4
年 まで 更新 可 能
応 募 先:〒170-8455東
京 都 豊 島 区上 池 袋1-37-1
癌 研 究 会 ゲ ノム セ ン ター 武 藤 徹 一郎(担:当:多 型 解 析 グ
ル ー プ 三 木 義 男)Tel.03-5394-3926FAXO3-5394-3926
E-mail : [email protected]
蛋白質 核酸
究 テー
(財
)癌研 究 会 ゲ ノ ム セ ン タ ー
バ イオ イ ン フ ォマテ ィク ス ・情 報 生物 学
研 究 員2名
124
究 テ ー マ:
細 菌,酵 母,高 等 植 物 の 環 境 応 答 と 情 報 伝 達.
酵 素Vol.47No.2(2002)
Fellows
Medical
at
School
Positions available for motivated individuals to study growth
control and telomere maintenance
and their roles in cancer and Alzheimer's
disease using various experimental
systems from yeast, mice to human.
Selected publications from the laboratory : Yaffe, et al. : Science, 278, 1957 (1997) ; Shen, et al. : Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 94, 13618 (1997) ; Shen, et al.: Genes Deiv., 12,706 (1998) ;
Lu, et al.: Science, 283, 1325(1999) ; Lu, et al. : Nature, 399,
784(1999) ; Zhou, et al. : Mol. Cell. 6. 873(2000) ; Wulf, et
al.: EMBO J., 20, 3459 (2001) ; Ryo, et al.: Nature Cell Biol.,
3, 793 (2001) ; Nakamura, et al.: Curr. Biol., 11, 1062 (2001) ;
Nakamura, et al.: Curr. Biol., 11, 1512 (2001) ; Zhou and
Lu : Cell, 107, 347 (2001)
Requirements
: A strong background
in molecular/cell
biology, neurobiology, cancer biology, yeast or mouse genetics
is preferred.
Please send CV and a research summary to
Kun Ping Lu, M.D.. Ph. D.,
Harvard Institutes of Medicine
1047, 330 Brookline Av., Boston, MA02215, USA
FAX 617-667-0610
E-mail : kluktbidmc_harvard_edu