Cdc14
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Cdc14(cell division cycle 14)は大部分の真核生物に存在するタンパク質であり、リーランド・ハートウェルによる出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの細胞周期制御遺伝子座に関する有名なスクリーニング実験を通じて発見された[1]。後に、Cdc14はプロテインホスファターゼであるとが示された。Cdc14は二重特異性ホスファターゼ、すなわちリン酸化セリン/スレオニン、リン酸化チロシンの双方に対して活性を有するホスファターゼであり、プロリンに隣接して位置するセリンに対する選択性が報告されている[2]。初期の多くの研究、特に出芽酵母での研究により、Cdc14は有糸分裂の終盤の過程の調節に重要な役割を果たしていることが示されている[3]。しかしながら、近年に行われたさまざまな系での研究により、その機能はより複雑なものであることが示唆されている。
機能

Cdc14の活性に関する研究は、出芽酵母で最も多くの研究が行われており、理解が進んでいる。出芽酵母のCdc14(ScCdc14)の活性は、サイクリン依存性キナーゼであるCdk1の標的を脱リン酸化することで有糸分裂の終結をもたらす[4]。Cdc14は、後期促進複合体(APC)の調節因子であるCdh1(英語版)の脱リン酸化を介して、Cdk1の結合パートナーであるサイクリンサイクリンB)の分解を促進することでCdk1に対抗する。また、Cdc14はCdk1の阻害因子であるSic1(英語版)を脱リン酸化して安定化し、さらにSwi5を脱リン酸化することでSic1の転写を高める[3]

こうした当初のいわば単純な有糸分裂終結モデルは、有糸分裂時におけるScCdc14の新たな役割が発見されたことにより、より複雑なものとなっている[3][5]。ScCdc14には紡錘体の安定化や、細胞質分裂の調節、rDNAテロメアの分離の調節といった役割が発見され、細胞周期やDNA複製を調節するタンパク質や、紡錘体やキネトコアに結合するタンパク質と結合することが報告されている[6][7][8]。またCdc14はRNAポリメラーゼIを阻害し、コンデンシンがrDNA領域へ結合する際の妨げとなるrRNAを除去することで、完全な染色体分離を補助しているようである[9]

他の酵母での研究により、Cdc14の役割に関する理解はさらに複雑なものとなっている。分裂酵母Schizosaccharomyces pombeのCdc14オルソログの変異体は、出芽酵母とは異なり有糸分裂の終結は正常に進行するものの、隔壁の形成や細胞質分裂に変化が生じる[10]。また、このタンパク質はCdk1オルソログを調節するものの、出芽酵母で生じるようなSic1やCdh1オルソログの脱リン酸化ではなく、Cdc25ホスファターゼのダウンレギュレーションによってCdk1オルソログの不活性化を促進する[11]カンジダ・アルビカンス(英語版)Candida albicansにおいても同様に、Cdc14は核膜形成と細胞質分裂に関与しているが、有糸分裂の終結には関与していない[10]

動物の系でのCdc14の研究により、Cdc14に関するストーリーはさらに混乱したものとなっている。動物ではCdc14の遺伝子は最大で3種類に分岐し、さらに複数のスプライスバリアントが存在しており、それぞれ機能や局在が分かれているようである。また、いくつかの重要な研究では矛盾する結果が報告されている。線虫Caenorhabditis elegansは1種類のCdc14(CeCdc14)を産生し、このタンパク質は有糸分裂時には紡錘体と中心体に、間期には細胞質に局在している。CeCdc14に対するRNAi研究の1つでは細胞質分裂の欠陥が引き起こされており、アフリカツメガエルXenopus laevisでの同様の研究でも一致する結果が得られている[12][13]。しかしながら、別のRNAi研究では欠陥はみられず、最初の実験で得られた結果は多量のオリゴヌクレオチドの使用によるオフターゲット効果であることが示唆されている[14][15]。ヒトのCdc14(hCdc14)に関する実験でも矛盾する結果が報告されている。CeCdc14とは異なり、hCdc14A(英語版)は有糸分裂時には中心体には局在せず、間期には細胞質と中心体に局在している[16]。hCdc14B(英語版)は、ある研究ではScCdc14と同様に(CeCdc14とは異なり)主に核小体に局在することが示されており、他の研究では核内繊維と紡錘体上に検出されている[17][18][19]

RNAiによるhCdc14AとhCdc14Bの枯渇実験では中心小体の複製、細胞周期の進行、有糸分裂の終結に欠陥が引き起こされているが、これらの遺伝子を欠失させた細胞では成長や有糸分裂に欠陥がみられず、またhCdc14AとhCdc14Bのコンディショナルノックアウト細胞でも同様に細胞周期の欠陥はみられない[16][20]。ニワトリのノックアウト細胞株でも細胞周期の進行、有糸分裂の開始や終結、細胞質分裂、中心体の挙動に欠陥はみられない[16][20]。一方、Cdc14がDNA損傷チェックポイントに関与している可能性を示す証拠が得られている[21]

真核生物のCdc14の新たな役割は、さらにジャガイモ飢饉の原因として知られる真核微生物であるジャガイモ疫病菌(英語版)Phytophthora infestansの研究からも示唆された。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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