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細胞:DYRKファミリーキナーゼPom1の極性勾配が細胞の長さと細胞周期を結びつける

Nature 459, 7248 doi: 10.1038/nature08054

細胞は通常、一定の大きさにまで成長してから有糸分裂期に入る。有糸分裂期への進入はCdk1の活性に依存し、Cdk1はWee1キナーゼによって阻害され、Cdc25ホスファターゼによって活性化される。しかし、細胞が、自身が分裂期に進入できるサイズになったことを感知する仕組みは不明である。本研究では、分裂酵母Schizosaccharomyces pombeでは、DYRK(dual-specificity tyrosine-phosphorylation regulated kinase)の1つであるPom1の桿状細胞の末端から始まる勾配が、細胞の長さを測るのに使われて分裂期への進入を制御していることを示す。Pom1は細胞末端で、極性をもった成長に対する位置情報と、細胞分裂抑制に対する位置情報の両方を提供する。さらに我々は、Pom1が量依存的なG2-M阻害因子であることも見いだした。遺伝学的解析から、Pom1は、SADキナーゼファミリーのWee1阻害因子として報告されていたCdr1とCdr2を負に制御することがわかった。in vivoin vitroの両方でPom1がCdr2をリン酸化することを示唆する証拠が得られており、この阻害は直接的だと考えられる。Cdr1とCdr2は細胞中央部の表層領域に局在するのに対して、Pom1は細胞の末端から濃度勾配を作っているため、短い細胞ではCdr1とCdr2とPom1勾配が重なるが、長い細胞では重ならない。このPom1勾配を乱すとCdr2のリン酸化が起こり、G2期が延長される。短い細胞では、Pom1は時期尚早なM期への進入を防止し、中央部でのPom1濃度が高いと、Cdr2が阻害されてG2期延長が促進されると考えられる。したがって、細胞末端からのPom1の濃度勾配は、M期進入を制御するために細胞の長さを判断するてがかりとなっている。

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