Cryptococcus neoformans の細胞周期とその遺伝子  [in Japanese] Cell Cycle Control and CDC28/Cdc2 Homologue and Related Gene Cloning of Cryptococcus neoformans  [in Japanese]

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    • 竹尾 漢治 TAKEO Kanji
    • 千葉大学真菌医学研究センター Research Center for Pathogenic Fungi and Microbial Toxicoses, Chiba University
    • 川本 進 KAWAMOTO Susumu
    • 千葉大学真菌医学研究センター Research Center for Pathogenic Fungi and Microbial Toxicoses, Chiba University
    • 久和 彰江 ITO KUWA Shoko
    • 日本歯科大学新潟生命歯学部先端研究センター Advanced Research Center, Nippon Dental University at Niigata
    • 青木 茂治 AOKI Sigeji
    • 日本歯科大学新潟生命歯学部先端研究センター Advanced Research Center, Nippon Dental University at Niigata


<i>Cryptococcus neoformans</i> の感染形態は培養形態に比べて細胞が大型化し細胞壁と莢膜は顕著に厚くなる等の特徴的な変化を示すことが知られている. また本菌の細胞周期制御は, 指数増殖期では, DNA合成が開始された後, 引き続いて出芽し, さらにDNA合成完了後, 核分裂が起り, <i>Saccharomyces cerevisiae</i> によく似ていた. しかし, ストレス条件下では様相が変わり特に強いストレス下では一変した. 栄養や溶存酸素などの環境の強い悪化は, 生育以上に細胞周期に大きな影響を与えた. 細胞分裂は抑制され, 細胞が大型化し, 出芽はG2期にまで遅れ, さらに, 未出芽でG2期に停止している細胞が多く認められた. 同様の変化はまた, ラット肺の感染時でも見られ, 出芽のタイミングはG2期まで遅れた.<br>細胞周期制御の中心に位置するCDC28/cdc2ホモログを遺伝子クローニングし<i>CnCdk</i>1を単離した. これは<i>S. cerevisiae</i> や<i>Schizosaccharomyces pombe</i> のCDC28/cdc2と高い相同性を示した.<br>GDSEIDモチーフは非常に特異的で, これまで知られているCdk1全てに共通している. 一方, Cdk1以外のCdkでは保存されていない. CnCdk1はGDSEIDモチーフが完全に一致, 確かにCDC28/cdc2ホモログということが出来た. またPSTAIREモチーフはサイクリンとの結合部位であり, 保存性の大変良いサイトである. しかし, 本菌のCdk1ではアラニンがセリンに置き換わっていた. 本モチーフが保存されていないのにCdc28/cdc2活性欠損を相補できるCdk1としては, それまで3例が報告されているのみで, <i>C. neoformans</i> のものは第4例目であり本菌のCdc28/cdc2ホモログの特異性を示した. また細胞周期制御に関係する他のシステムも<i>C. neoformans</i> では違いが見られた.

In <i>Cryptococcus neoformans</i> the DNA content of cells having tiny buds varied rather widely, depending on growth phases and strains used. Typically, buds of <i>C. neoformans</i> emerged soon after initiation of DNA synthesis in the early exponential phase. However, bud emergence was delayed to G<sub>2</sub> during transition to the stationary phase, and in the early stationary phase budding scarcely occurred, although roughly half of the cells completed DNA synthesis. The timing of budding in <i>C. neoformans</i> was shifted to later cell cycle points with progression of the growth phase of the culture. Similarly, a deficit in oxygen was demonstrated to delay the timing of budding, prolong the G<sub>2</sub> phase and cause accumulation of cells after DNA synthesis, but before commitment to budding.<br>The <i>C. neoformans</i> homologue of the main cell cycle control gene CDC28/Cdc2 was isolated using degenerate RT-PCR. The full-length coding region was then amplified using primers to target the regions around the start and stop codons. The gene was called <i>CnCdk1</i> and was found to have high homologies to <i>S. cerevisiae CDC28</i> and <i>S. pombe cdc2</i>. To determine its function, its ability to rescue <i>S. cerevisiae cdc28</i>-temperature sensitive mutants was tested. <i>S. cerevisiae cdc28-4</i> and <i>cdc28-1N</i> strains transformed with the pYES2-CnCdk1 construct exhibited growth at the restrictive temperature. Results of the sequence analysis and the ability of <i>CnCdk1</i> to complement the <i>S. cerevisiae cdc28</i>-ts mutations support its assumed role as the <i>CDC28/cdc2</i> homologue in <i>C. neoformans</i>.


  • Japanese Journal of Medical Mycology  

    Japanese Journal of Medical Mycology 47(4), 257-262, 2006-10-31 

    The Japanese Society for Medical Mycology

References:  34

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