Analysis of mechanisms for spindle bipolarization in mammalian oocytes
| Project/Area Number |
21H02407
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43010:Molecular biology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
北島 智也 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00376641)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 卵母細胞 / 染色体 / 紡錘体 / 卵子 / 動原体 / イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
二極性紡錘体の形成は染色体分配に必須である。中心体を持たない卵母細胞では、微小管の自己集合により二極性紡錘体が確立すると考えられている。この過程において微小管重合の活性化の土台となるのは染色体であるが、紡錘体二極化の土台の機構は知られていない。最近我々は、動原体が紡錘体二極化に必須であることを報告した。本研究では、動原体が土台となり紡錘体を二極化させる分子機構を明らかにする。具体的には、
1) 紡錘体の二極化を定量的に評価する系を確立する
2) 動原体が足場となり紡錘体を二極化させる分子機構を明らかにする
3) 動原体を足場とする機構のin vitro再構成を行う
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、卵母細胞における紡錘体二極化の分子機構を明らかにすることを明らかにする。昨年度までに、動原体因子Ndc80-Nuf2を介した微小管制御因子Prc1のリクルートが紡錘体二極化を促進することが、卵母細胞の細胞生物学的な解析と、in vitroの生化学的な解析から示唆されていた。
本年度は、in vitroの系を用いてNdc80-Nuf2とPrc1の相互作用および他の微小管制御因子との相互作用についての解析を進めた。Prc1とin vitroで相互作用する微小管制御因子を見出し、そのマウス卵母細胞における機能を検討した。また、Ndc80-Nuf2とPrc1の相互作用を促進するリン酸化部位を同定し、それらに変異を導入することによる局在や機能への影響を決定した。
また、これらの相互作用や局在が効率的な紡錘体二極化を介して染色体分配の正確性に寄与する可能性について検討した。特に、紡錘体微小管と動原体の接続様式に着目した解析を行い、抗体染色により接続を可視化することで検討した。また、動原体による紡錘体二極化経路をバイパスさせたときの染色体分配への影響を検討した。
さらに、Ndc80-Nuf2と微小管制御因子の相互作用を、生きた卵母細胞内でアッセイする実験系の開発に着手した。この系を用いてNdc80-Nuf2を基盤とする動原体―微小管接続および紡錘体二極化への必要十分性を検討できる系を開発中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画で想定した以上に研究が進展している。動原体による微小管制御因子リクルートの分子経路を示すデータが得られたことで、これらに摂動を加えたときあるいはバイパスさせたときの染色体分配の正確性への影響を検討する段階にまで入ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでのデータからは、Ndc80-Nuf2とPrc1をはじめとする微小管制御因子との相互作用に重要なリン酸化修飾は多岐にわたることが示唆された。今後、重要なリン酸化部位を絞り込むことで相互作用の分子メカニズムを明らかにしていく。また、マウス卵母細胞で実際にそれらの部位がリン酸化されているかを検証するために、リン酸化特異的抗体の作成を行う。これらの抗体はマウス卵母細胞に注入することで機能阻害抗体としてのツールとなることも期待できる。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Birth of mice from meiotically arrested spermatocytes following biparental meiosis in halved oocytes2022
Author(s)
Narumi Ogonuki, Hirohisa Kyogoku, Toshiaki Hino, Yuki Osawa, Yasuhiro Fujiwara, Kimiko Inoue, Tetsuo Kunieda, Seiya Mizuno, Hiroyuki Tateno, Fumihiro Sugiyama, Tomoya S. Kitajima, Atsuo Ogura
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Journal Title
EMBO Rep
Volume: 5;23(7)
Issue: 7
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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