MAPK経路標的の機能的プロファイリングにより明らかになった侵襲的成長制御の新たな側面

New Aspects of Invasive Growth Regulation Identified by Functional Profiling of MAPK Pathway Targets in .

• Matthew D Vandermeulen
• Paul J Cullen

抄録

MAPK経路は真核生物の形態形成やストレス応答の推進因子である。MAPK経路の主要な機能は、標的遺伝子の転写誘導であり、その転写誘導によってタンパク質が生成され、細胞応答をまとめて発生させる。MAPK経路が細胞応答を制御していることを包括的に理解するための一つのアプローチとして、その転写標的の個々の機能を明らかにすることが挙げられる。本研究では、糸状菌の増殖を正に制御するMAPK経路（fMAPK経路）の未同定の標的を調べることで、糸状菌の増殖を負に制御する新たな役割を明らかにした。具体的には、侵襲成長を抑制する役割を持つ4つの標的を同定した。また、fMAPK経路の標的として、転写因子をコードするSfg1pを同定した。Sfg1pは、fMAPK経路の標的である細胞接着フロックリンFlo11pとは独立して、細胞壁分解酵素をコードする遺伝子を抑制することで、細胞接着を促進した。Sfg1pも発現に寄与した。Sfg1p と Flo11p は細胞接着の様々な側面を制御しており、その役割は環境に応じて変化していた。また、Sfg1pは細胞周期の遅延を介して細胞の伸長形態を誘導していた。このように、fMAPK経路は正負の制御タンパク質を協調させて糸状菌の成長を微調整していることが明らかになった。他の経路のターゲットの機能解析を行うことで、シグナル伝達カスケードがどのように生物学的応答を生み出すのかをより包括的に理解することができるかもしれません。

MAPK pathways are drivers of morphogenesis and stress response in eukaryotes. A major function of MAPK pathways is the transcriptional induction of target genes, which produce proteins that collectively generate a cellular response. One approach to comprehensively understand how MAPK pathways regulate cellular responses is to characterize the individual functions of their transcriptional targets. Here, by examining uncharacterized targets of the MAPK pathway that positively regulates filamentous growth in (fMAPK pathway), we identified a new role for the pathway in negatively regulating invasive growth. Specifically, four targets were identified that had an inhibitory role in invasive growth: , and was a highly induced unknown open reading frame that egatively regulated the ilamentous rowth MAPK pathway We also identified which encodes a transcription factor, as a target of the fMAPK pathway. Sfg1p promoted cell adhesion independently from the fMAPK pathway target and major cell adhesion flocculin Flo11p, by repressing genes encoding presumptive cell wall degrading enzymes. Sfg1p also contributed to expression. Sfg1p and Flo11p regulated different aspects of cell adhesion, and their roles varied based on the environment. Sfg1p also induced an elongated cell morphology, presumably through a cell-cycle delay. Thus, the fMAPK pathway coordinates positive and negative regulatory proteins to fine-tune filamentous growth resulting in a nuanced response. Functional analysis of other pathways' targets may lead to a more comprehensive understanding of how signaling cascades generate biological responses.

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