国立遺伝学研究所,真菌であるジャポニカス分裂酵母が明暗のサイクルに応答すること発見

生物は太陽の光による昼夜の明暗サイクルから様々な影響を受けている。それは動植物のみならず,真菌や細菌においても同様である。国立遺伝学研究所の原核生物遺伝研究室(仁木研究室)は,真菌であるジャポニカス分裂酵母が,明暗のサイクルに応答すること発見した。

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ジャポニカス分裂酵母は名前のとおり,日本で分離された酵母。この分裂酵母は,栄養条件の悪化といったストレスやDNA損傷させるようなストレスを受けると,酵母から菌糸に生育の仕方が変化する。

ペトリ皿の寒天培地の中心にこの分裂酵母を植えると,数日で酵母のコロニーが現れる。さらにこれを培養しつづけると,コロニーの周囲から菌糸が放射状に伸長する。増殖中の菌糸に光を日周期的に照射させると,菌糸の部分に黒白の縞が形成される。これは,ジャポニカス分裂酵母が,光の変化に反応したため。この黒い縞の部分では,細胞分裂が一斉に活性していることがわかった。

真菌類では,WC-1とWC-2の2つのタンパク質からなる光受容体がよく知おり,これと類似したタンパク質の遺伝子がジャポニカス分裂酵母にもあった。それらの遺伝子を破壊すると光に応答しなくなるので,ジャポニカス分裂酵母でもWC光受容体が縞模様の形成時に働いていることがわかった。

さらに光だけなく,温度を上下すると光の刺激がなくても,同様の縞模様を作りだした。この時には,WC光受容体は必要ない。おそらく,別に温度の受容体があるものと考えられる。以上のように,酵母も日周的に変わる温度や光といった環境要因を感知して,細胞の活動を周期的に調整することがわかった。今後は,細胞分裂の活性化の仕組みや,熱受容体が何であるのかといった問題を解き明かしていく。

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