Dd-STATa関連遺伝子rgnA及びセルラーゼ遺伝子glcAとgluAの解析

鯉沼 誉人

　サイトカインや増殖因子等に応答するSTAT（Signal Transducers and Activators of Transcription）はJAK/STAT経路の最後に位置する転写因子である。真核多細胞生物に広く保存されており、多くの重要な生命現象に関与している。細胞性粘菌が有するSTATの１つであるDd-STATaは子実体形成に不可欠であり、これによって調節される関連遺伝子は子実体形成に重要であると考えられる。本研究では、Dd-STATa関連遺伝子として同定され、Dd-STATa遺伝子破壊株で発現が低下するrgnA遺伝子、gluA遺伝子の機能解析を行った。

　また、細胞性粘菌ではセルロースが多細胞体の形態形成の過程に重要であると考えられている。細胞性粘菌は多数のセルロース分解酵素（セルラーゼ）を有しており、セルラーゼの働きを解明することでセルロースによる形態形成の作用を解明できる可能性がある。そこで、本研究ではエンドグルカナーゼをコードするglcA遺伝子の機能解析を行った。また、上記のSTATa依存性に加え、gluA遺伝子はβ-グルコシダーゼをコードするためセルラーゼという観点からも機能解析を行った。

　RgnA-GFP融合タンパク質発現株により、RgnAタンパク質はmound期から移動体期では多細胞体全体に局在しているが、culminant期ではupper cup、lower cupに局在しており、胞子には局在していないことがわかった。このことから柄細胞の形成に関わっている可能性が示唆される。rgnA遺伝子破壊株の作製を試みたが得ることができなかったため、アンチセンス法によるrgnA遺伝子ノックダウン株を作製した。この株を用いた半定量的RT-PCRの結果から、実際に内在のrgnA遺伝子の発現が低下しており、rgnA遺伝子がノックダウンされていることが確認された。今後、得られたノックダウン株を通じてその機能を解析する必要がある。

lacZレポーター遺伝子発現株により、glcA遺伝子はmound期では多細胞体全体に局在しているが、tip期からculminant期ではpstA細胞に、子実体では柄細胞及び頂端に局在していることがわかった。このことから、柄細胞形成において何らかの役割を果たしていることが示唆される。gluA遺伝子はmound期からfirst finger期までは多細胞体全体に局在していることがわかった。また、移動体期ではpstO細胞に、culminant期から子実体ではupper cupに局在していることがわかった。このことから、予定柄細胞の形成に何らかの役割があると示唆される。また、本研究では、大腸菌で発現させたタンパク質を用いたセルラーゼ基質分解能の検出から、GlcA、GluAタンパク質ともにセルラーゼとしての活性が確認された。今後は生化学的にこれらのタンパク質を精製し、セルラーゼ活性の生化学的な性質を解析する必要がある。