染色体分配装置の再構成

• Project/Area Number: 15KT0077
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 特設分野
• Research Field: Constructive Systems Biology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 五島 剛太 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (20447840)
• Project Period (FY): 2015-07-10 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2017: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2015: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: スピンドル（紡錘体） / 染色体分配 / 微小管 / スピンドルタンパク質精製

Outline of Annual Research Achievements

キネシン８は真核生物において保存されたモータータンパク質で、動原体微小管先端に局在し動原体微小管の長さ制御および染色体整列に重要な働きをする。しかし、このタンパク質によってどのように染色体整列が制御されるかについての詳細な機構はよく分かっていない。生化学的活性についても定まっていなかった。例えばヒトのキネシン８は微小管脱重合活性があるとする報告と、微小管伸縮を抑制するという報告がある。
本研究では前年度までに、ショウジョウバエにひとつだけ存在するキネシン８の生化学的活性を決定した。すなわち、キネシン８タンパク質全長を精製し、試験管内において伸び縮みする動的な微小管と反応させると、微小管の伸長から短縮に移行する「カタストロフ」と呼ばれる現象の頻度が上昇し、微小管の長さを制限した。さらに精製したキネシン８は微小管の短縮速度を減少させ、伸長、短縮いずれも起こらない、「ポーズ」と呼ばれる現象や、短縮から伸長に移行する「レスキュー」と呼ばれる現象の頻度を上昇させた。
今年度は、これらの活性がキネシン８の動原体機能にどう関与するかを明らかにすることを目指した。ショウジョウバエS2細胞においてキネシン８を欠損させると異常に長い動原体微小管が観察されるが、S2細胞においてキネシン８を欠損させ、さらに微小管重合阻害剤であるコルセミドを加え微小管の長さを制限したが、染色体整列異常の表現型をレスキューできなかった。このことから、キネシン８のカタストロフを促進する以外の機能も染色体整列に重要なことが示唆された。そこで、ショウジョウバエS2細胞においてキネシン８を欠損させ、動原体-微小管の結合を詳細に観察することにした。
研究は順調に進んだが、重複制限により、本研究課題は廃止となった。

Research Products

• [Journal Article] Five factors can reconstitute all three phases of microtubule polymerization dynamics (2016)
  • Author(s): Moriwaki T, Goshima G.
  • Journal Title: J. Cell Biol. Volume: 215 Issue: 3 Pages: 357-368
  • DOI: 10.1083/jcb.201604118
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Human microcephaly protein ASPM is a spindle pole-focusing factor that works redundantly with CDK5RAP2 (2017)
  • Author(s): Elsa Amelia Tungadi
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2017-06-13
• [Presentation] Reconstitution of regulated microtubule polymerisation dynamics in vitro (2016)
  • Author(s): 五島剛太
  • Organizer: EMBO|EMBL Symposium: Microtubules: From Atoms to Complex Systems
  • Place of Presentation: ハイデルベルグ（ドイツ）
  • Year and Date: 2016-05-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reconstitution of regulated microtubule polymerisation dynamics (2016)
  • Author(s): 五島剛太
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会 シンポジウム Chromosome architecture and function
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 五島研究室ホームページ
  • URL: http://bunshi4.bio.nagoya-u.ac.jp/~tenure2/goshima.html