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細胞生物学:MapZは肺炎連鎖球菌で分裂位置を標識してFtsZリングの配置を決める

Nature 516, 7530 doi: 10.1038/nature13966

あらゆる生物において、細胞分裂には正確な分裂部位の決定と分裂装置の配置が必要である。細菌におけるこの過程は、高度に保存されたチューブリン様タンパク質FtsZがリング状に重合して、正確に細胞中央に位置することで開始すると一般に考えられている。過去数十年にわたって、FtsZリングの時間空間的集合と配置を調節する複数の系が報告されてきた。しかし、ヒトの病原体である肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)や他の多くの生物では、これらの古典的系を欠いており、分裂装置を配置する機構は不明である。今回我々は、肺炎連鎖球菌で、FtsZよりも先に分裂部位に位置して隔壁の配置を誘導する新規因子を明らかにする。MapZ(mid-cell-anchored protein Z)は細胞赤道面でリング構造を形成し、細胞の伸長とともに離れていき、その結果として、分裂位置の恒久的な標識として働く。その後、MapZは直接的なタンパク質間相互作用を介してFtsZリングを配置する。MapZを介した制御は、FtsZの集合を負に調節することを主に基盤をしているこれまでに報告されてきた系とは異なる。さらに、MapZはセリン-トレオニンキナーゼStkPの内在性標的であり、StkPは最近、肺炎連鎖球菌の細胞質分裂と形態形成で中心的な役割を持つことが示されている。我々は、リン酸化されたMapZとリン酸化されていないMapZはどちらも適切なZリング形成と動態に必要であることを示す。以上より、リン酸化により調節される細菌の細胞分裂の新たな機構が明らかになり、自然は異なる細菌分岐群に適応したさまざまな細胞分裂機構を進化させてきたことが例証された。

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