細胞質分裂をつかさどる逆平行微小管超分子マシナリーが動く仕組み

• Project Area: Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
• Project/Area Number: 25117509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 上原 亮太 北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (20580020)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2013: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: 細胞分裂 / 細胞骨格 / 微小管 / アクチン / 細胞質分裂 / 分子モーター / 自己組織化

Outline of Annual Research Achievements

細胞質分裂期の分裂位置制御は、分離染色体の中央に一過的に形成される後期紡錘体およびその中央部、細胞赤道面上に円板状に形成される微小管逆平行束マシナリー「ステムボディー」により制御されるが、後期紡錘体の形態およびステムボディーの位置制御の仕組みは理解されていない。昨年度の研究で明らかになった分裂期タンパク質リン酸化酵素Aurora Bを介した微小管脱重合因子Kif2Aの活性制御による分裂期後期紡錘体（ステムボディー微小管）の長さ制御機構の分子基盤を明らかにするため、Kif2Aの機能構造解析を実施し、ステムボディー長さ制御に必須の機能を果たすドメインを探索した。Kif2Aを含むキネシン13ファミリーで高度に保存されたN末端領域ドメインを欠損する変異体や保存アミノ酸に点変異を導入した変異体は中央紡錘体への局在が著しく抑制された。一方でN末端のみのトランケートは中央紡錘体の中央部に集積することを見出した。逆にKif2AのC末端側を欠損した変異体は後期紡錘体微小管全体に過剰集積して後期紡錘体の過剰短縮を引き起こすことがわかった。これらの結果から、Kif2Aは複数のドメインに依存した形で後期紡錘体の異なるモチーフへの集積が制御される複雑なメカニズムで後期紡錘体のサイズ制御に関与していることが明らかになった。
また、微小管動態制御異常により生じる分裂障害の詳細な原因を細胞学的に解析し、微小管配向の変化が細胞内シグナル配置と細胞の力学特性の双方に異常をもたらすことで重篤な分裂異常が引き起こされることを明らかにした。研究成果は現在学術誌に投稿準備中である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Aurora B and Kif2A control microtubule length for assembly of a functional central spindle during anaphase. (2013)
  • Author(s): Uehara, R, Tsukada, Y., Kamasaki, T., Poser, I., Yoda, K., Gerlich, D.W., and Goshima, G.
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 202 Issue: 4 Pages: 623-636
  • DOI: 10.1083/jcb.201302123
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 紡錘体微小管の生成メカニズムに関する微細構造学的解析 (2013)
  • Author(s): 釜崎とも子・上原亮太
  • Journal Title: 顕微鏡 Volume: 第48巻 Pages: 90-93
  • NAID: 10031194752
• [Journal Article] 動物と植物におけるオーグミンの分裂期スピンドル形成への寄与 (2013)
  • Author(s): 中岡由貴・上原亮太
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 32 Pages: 263-268
• [Presentation] 動物細胞における中央紡錘体の形成・形態制御機構 (2014)
  • Author(s): 上原亮太
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会 シンポジウム
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂 奈良市
  • Invited
• [Presentation] 細胞生物学的手法と数理モデルを用いた細胞質分裂制御の解析 (2013)
  • Author(s): 上原亮太、塚田祐基
  • Organizer: 第6回 定量生物学会年会
  • Place of Presentation: 大阪大学銀杏会館 吹田市
  • Invited
• [Presentation] Aurora BとKif2Aによる微小管の長さ制御を介した細胞質分裂制御の仕組み (2013)
  • Author(s): 上原亮太、塚田祐基、釜崎とも子、五島剛太
  • Organizer: 第65回 日本細胞生物学会大会 シンポジウム
  • Place of Presentation: ウインクあいち 名古屋市
  • Invited
• [Remarks] journal of cell biologyに公募班・東京大学・上原亮太氏の論文が掲載されました
  • URL: http://bunshi5.bio.nagoya-u.ac.jp/~mycmobile/topics/detail.php?id=100
• [Remarks] ８月２１日中日新聞朝刊に本領域の公募班・東京大学・上原亮太氏の記事が掲載されました
  • URL: http://bunshi5.bio.nagoya-u.ac.jp/~mycmobile/result/pdf/ueharanews130821.pdf