ホスファターゼの新規機能を介した染色体動態制御

• Project Area: Cell Proliferation Control
• Project/Area Number: 22019003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 木村 圭志 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50332268)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2011: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 細胞周期 / ホスファターゼ / PP2A / PP1 / 染色体 / リン酸化 / 脱リン酸化 / コンデンシン / クロマチン / 染色体凝縮

Research Abstract

細胞分裂期(M期)における遺伝情報の正確な分配は、遺伝情報の維持に必須である。M期にはDNA合成期(S期)に複製した姉妹染色体は互いに対合し、M期で高度に凝縮してM期染色体を形成する。M期染色体は、M期中期に細胞の赤道面に整列したのちに二つの娘細胞に均等に分配される。
M期における、タンパク質のリン酸化と脱リン酸化は、M期における正常な染色体動態に重要な役割を果たしている。前年度の解析でPP2Aが染色体凝縮因子コンデンシンの局在を介した染色体の凝縮・脱凝縮を制御していることを見出した。
本年度は昨年度に引き続き、キナーゼ・ホスファターゼによる染色体の動態制御機構を解析した。その結果、核小体因子NOL11が、M期キナーゼAurora Bのキネトコアへの局在を促進することにより、M期中期における染色体の細胞赤道面上での整列、及び姉妹染色分体間の接着に機能することを見出した。その分子メカニズムとして、1.NOL11がPP1を染色体腕部にリクルートする、2.PP1がAurora Bの結合部位となるヒストンH3のThr3リン酸化(H3T3ph)を脱リン酸化することにより、H3T3phのキネトコアから染色体腕部への拡散を防ぐ、3.その結果、Aurora Bのキネトコア局在が促進される、ことを見出した。さらに、核小体に存在するrRNAが、M期で核小体が崩壊するとM期染色体の周辺に結合し、NOL11、PP1などの核小体因子がM期染色体に結合するための足場として機能することを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Novel nucleolar pathway connecting intracellular energy status with p53 activation (2011)
  • Author(s): Kumazawa T, Nishimura K, Kuroda T, Ono W, Yamaguchi C, Katagiri N, Tsuchiya M, Masumoto H, Nakajima Y, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa J
  • Journal Title: J.Biol.Chem Volume: 286(23) Pages: 20861-20869
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical role of the nucleolus in activation of the p53-dependent postmitotic checkpoint (2011)
  • Author(s): Tsuchiya M, Katagiri N, Kuroda T, Kishimoto H, Nishimura K, Kumazawa T, Iwasaki N, Kimura K, Yanagisawa J
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 407(2) Pages: 378-382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estrogen regulates tumor growth through a nonclassical pathway that includes the transcription factors ERβand KLF5 (2011)
  • Author(s): Nakajima Y, Osakabe A, Suzuki T, Kishimoto H, Kuroda T, Fujimura T, Homma Y, Murayama A, Kimura K, Inoue S, Yanagisawa J
  • Journal Title: Science Signaling Volume: 4(168)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA content in the nucleolus alters p53 acetylation via MYBBP1A. (2011)
  • Author(s): Kuroda, T, Murayama, A., Tatagiri, N., Ohta, Y., Fujita, E., Masumoto, H., Ema, M., Takahasi, S., Kimura, K., Yanagisawa, J
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 30 Pages: 1054-1066
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estrogen regulates tumor growth through a nonclassical pathway that includes the transcription factor ERα and KLF5. (2011)
  • Author(s): Nakajima, Y., Akaogi, K., Suzuki, T, Osakabe A., Yamaguchi, C., Sunahara N., Ishida R., Kako K., Ogawa S., Fujimura T., Homma Y., Fukamizu A., Murayama A., Kimura, K., Inoue, S, Yanagisawa, J.
  • Journal Title: Science Signaling Volume: 4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical role of the nucleolus in activation of the p53-dependent postmitotic checkpoint. (2011)
  • Author(s): Tsuchiya, M., Katagiri, N., Kuroda, T., Kishimoto, H., Nishimura, K., Kumazawa, T., Iwasaki, N., Kimura, K., Yanagisawa, J.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 407 Pages: 378-382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel nucleolar pathway connecting intracellular energy status with p53 activation. (2011)
  • Author(s): Kumazawa, T., Nishimura, K., Kuroda, T., Ono, W., Yamaguchi, C., Katagiri, N., Tsuchiya, M., Masumoto, H., Nakajima, Y., Murayama, A., Kimura, K., Yanagisawa J.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 核小体因子NOL11によるAurora Bを介したM期染色体動態制御 (2012)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 仙台ホテルニュー水戸屋
  • Year and Date: 2012-02-26
• [Presentation] ホスファターゼの新規機能を介した染色体動態制御 (2011)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 細胞増殖制御班会議
  • Place of Presentation: 鳥取大山ロイヤルホテル
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] 核小体を介したM期染色体ダイナミクスの解析 (2011)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 遺伝情報場班会議
  • Place of Presentation: 北海道ルスツリゾート
  • Year and Date: 2011-06-11
• [Presentation] グルコース枯渇時における核小体を介した新規p53活性化機構の解析 (2010)
  • Author(s): 熊沢拓也、西村和帆、黒田貴雄、村山明子、木村圭志、柳澤純
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] A dual function or PP2A to regulate the localization of chromosomal proteins. (2010)
  • Author(s): Kimura, K.
  • Organizer: 第33回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] Regulation of condensin by the dual functions of PP2A (2010)
  • Author(s): Kimura, K.
  • Organizer: MEXT Priority Research Project "Cell Proliferation Control" International Workshop MITOSIS : Cell Proliferation Control
  • Place of Presentation: 癌研究所(東京)
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Presentation] PP2Aの新規機能による染色体タンパク質の制御機構 (2010)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 癌研究所セミナー
  • Place of Presentation: 癌研究所(東京)
  • Year and Date: 2010-08-06
• [Presentation] The localization of condensin II is regulated by a non-catalytic action of PP2A. (2010)
  • Author(s): Takemoto, A., Maeshima, K., Ikehara, T., Hanaoka, F., Yanagisawa, J., Kimura, K.
  • Organizer: Cold Spring Harbor Symposium
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • Year and Date: 2010-06-04
• [Book] 細胞工学Vol.30, No.6 (2011)
  • Author(s): 竹本愛、木村圭志
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 秀潤社