M期キナーゼによる分裂装置構成分子の動態制御

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Cell Proliferation Control
• Project/Area Number: 19057008
• Research Institution: Japanese Foundation For Cancer Research
• Principal Investigator: 広田 亨 (財)癌研究会, 癌研究所実験病理部, 部長 (50421368)
• Keywords: 細胞分裂 / 染色体 / 紡錘体 / サイクリン依存性キナーゼ / Poloキナーゼ / コンデンシン

Research Abstract

本研究の目標は、ヒトの細胞において、染色体および紡錘体を構成する分子群がM期キナーゼによってどのよう制御されているのかを明確にすることにある。平成22年度は、分裂期細胞の最大の特徴である染色体の構築が、一連のM期キナーゼの活性によってどのように誘導されるのかを検討した。分裂期の進入は、分裂期サイクリン依存性キナーゼ(Cdk1)の活性化によってもたらされることが古くから知られているものの、Cdk1がどのようにして分裂期に特徴的な細胞内構造の変化を導くのかはほとんど分かっていない。本研究において、われわれは、Cdk1がコンデンシンII複合体のなかのCAP-D3というタンパク質をリン酸化することが、染色体凝縮を開始させるスイッチであることを突き止めた。この特定のリン酸化修飾はCAP-D3のThr1415である。この部位のリン酸化によって、Poloキナーゼ(Plk1)というまた別の分裂期キナーゼを染色体に呼び込み、さらにこのPlklがコンデンシンIIの広範囲のリン酸化を促進して、染色体の凝縮を進めるというメカニズムを見出した。更に、このスイッチが入らない細胞を観察すると、前期における染色体の凝縮が進まないうえに、螺旋状に渦巻いた異常な染色体をつくり出してしまい、ひいては分配の失敗を導いた。これらの結果によって、細胞がどのようにして染色体の形成を促すかについての分子背景が説明できるようになった。加えて、前期における染色体凝縮の重要性を示唆している成果と位置づけられた(Abe et al., 2011)。

Research Products

• [Journal Article] Differential control of Eg5 dependent centrosome separation by Plk1 and Cdk1. (2010)
  • Author(s): Smith, E., Hegarat, N., Vesely, C., Roseboom, I., Streicher, H., Straatman, K., Flynn, H., Skehel, M., Hirota, T., Kuriyama, R., Hochegger, H.
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 30 Pages: 130-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The initial phase of chromosome condensation requires Cdk1-mediated phosphorylation of the CAP-D3 subunit of condensin II. (2010)
  • Author(s): Abe, S., Nagasaka, K., Hirayama, Y., Kozuka-Hata, H., Oyama, M., Aoyagi, Y., Obuse, C., Hirota, T.
  • Journal Title: Genes and Development Volume: 12 Pages: 719-727
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CAMP (C13orf8, ZNF828) is a novel regulator of kinetochore-microtubule attachment. (2010)
  • Author(s): Ito, G., Kanno, S., Uchida, K.S.K, Chiba, S., Sugino, S., Watanabe, K., Mizuno, K., Yasui, A., Hirota, T., Tanaka, K.
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 30 Pages: 130-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A single starfish Aurora performs dual functions of Auroras A and B in human cells. (2010)
  • Author(s): Abe, Y., Okumura, E., Hosoya, T., Hirota, T., Kishimoto, T.
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 123 Pages: 3978-3988
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human POGZ modulates HP1 dissociation from mitotic chromosome arms through Aurora B activation. (2010)
  • Author(s): Nozawa, R., Nagao, K., Masuda, H., Iwasaki, O., Hirota, T., Nozaki, N., Kimura, H., Obuse, C.
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 12 Pages: 719-727
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Requirement of ATM for Rapid p53 Phosphorylation at Ser46 without Ser/Thr-Gln Sequences. (2010)
  • Author(s): Kodama M, Otsubo C, Hirota T, Yokota J, Enari M, Taya Y.
  • Journal Title: Molecular and Cellular Biology Volume: 30 Pages: 1620-1633
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRF1 mediates mitotic abnormalities induced by Aurora A overexpression. (2010)
  • Author(s): Ohishi, T., Hirota, T., Tsuruo, T., Seimiya, H.
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 70 Pages: 2041-2052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 染色体動態を制御する動原体微小管のダイナミクス (2010)
  • Author(s): 広田亨
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 29 Pages: 862-867
• [Presentation] How chromosomes are assembled in mitosis (2010)
  • Author(s): Hirota T.
  • Organizer: MEXT Priority Research Project "Cell Proliferation Control" International Workshop.
  • Place of Presentation: JFCR Cancer Institute (Tokyo)
  • Year and Date: 2010-11-08
• [Book] 細胞周期フロンティア(広田亨:紡錘体形成チェックポイント) (2010)
  • Author(s): 佐方功幸, ほか編 (執筆分担)
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 共立出版(東京)
• [Remarks]
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/index.html