Abstract
Entry into meiosis in the yeast Saccharomyces cerevisiae is regulated by two major factors: the cell type MATa/MAT${\alpha}$ and the nutriational state (starvation) of the cell. The two independent regulations act through IME1and IME2 expression to initiate meiosis. IME2 encodes a meiosis-specific protein kinase, and it enabled MATa/MAT${\alpha}$ diploid cells to undergo meiosis and sporulation. The PCR mutagenesis method was applied for the isolation of thermosensitive ime2 mutants. Among sixty two mutants isolated from the phenotype of defective spore formation under the restrictive temperature, three with the most easily observed temperature-sensitive phenotype (ts ${\cdot}$ime2-11, ts ${\cdot}$ime2-12 and ts ${\cdot}$ime2-13) were selected for further study. To understand the detailed functions of IME2, we examined the defects of these mutants in the early meiotic pathway including the premeiotic DNA replication and exhibited decreased level in meiotic recombination. These results suggest that the IME2 gene plays essential role in meiotic recombination pathway as well as premeiotic DNA replication. As the result of the IME2 overexpression in ${\Delta}$mre4. moreover, it was suggested that the IME2 and MRE4 genes act on the same pathway of initiation step in meiotic recombination.
출아효모에서는 질소원의 고갈과 MATa/MAT${\alpha}$ 이배체 세포의 감수분열기 특이적인 유전자 발현에 의해 체세포분열기의 G1기에서 감수분열기로의 진행이 결정된다. 이러한 두 경로는 감수분열기 특이적인 IME 유전자군에 의한 전사조절에 의해 활성화되어 감수분열기가 시작된다. 본 연구는 IME2 유전자가 protein kinase 로서 감수분열기의 어떤 과정에 직접 관여하는가를 조사하기 위하여 먼저 PCR mutagenesis를 통하여 온도감수성 ime2 변이주를 분리하였다. 전체 62개의 온도감수성 변이주 중에서 온도에 따른 포자형성능과 감수분열기 재조합 빈도에 대하여 명확한 차이를 나타내는 3종류의 변이주들(ts ${\cdot}$ ime2-11, ts ${\cdot}$ ime2-12와 ts ${\cdot}$ ime2-13)을 선택하였다. 이러한 3종류의 온도감수성 변이주를 이용하여 제한온도에서 감수분열기 초기과정 중 결손을 조사하기 위해, FACScan analysis를 한 결과 IME2유전자가 감수분열기의 DNA 복제과정의 개시 및 완료에 관여함을 알 수 있었고, his4 혹은 arg4 locus에서 감수분열기 재조함 빈도의 측정으로 재조합 과정에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 더욱이${\Delta}$mre4 파괴주에 IME2유전자를 과다발현시켜 그 영향을 조사한 결과, 감수분열기 특이적인 protein kinase 인 IME2와 MRE4가 감수분열기 초기과정인 재조합 과정에서는 동일한 경로에 작용한다는 것이 제시되었다.
(Department of Biology, Faculty of Natural Science, Dong-A University)
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