2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Cilium-centrosome system regulating biosignal flows |
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24113003
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
北川 大樹 国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 教授 (80605725)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 中心小体 / 中心体 / 細胞分裂 / 微小管形成中心 / 染色体不安定化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト中心小体構成因子群の網羅的フェノーム解析、インタラクトーム解析により得られた結果から、現在中心小体複製に必須の新規因子を一つ（Cep295: 進化的に保存された因子）、また発現抑制により中心小体過剰複製を誘導する新規因子一つ（がん抑制遺伝子RBM14）の同定に成功している。RBM14の機能解析においてはde novo中心小体形成を抑制すること、この経路において進化的に保存された中心小体形成因子のいくつかが関与することを見出している。平成26年度は、de novo形成された中心小体様構造体の形成過程や構造的解析を進め、既存の中心小体形成経路とは異なることを明らかにした。さらに、これら構造体の成熟度と紡錘体形成中心としての機能の相関に関しても検討を行い、基底部のカートホイール構造を含むか否かが、その機能に大きい変化をもたらすことを見出している。以上の結果の一部は、論文として投稿、受理されるに至った（Shiratsuchi et al., EMBO J. (2015))。また、もう一方の新規因子であるCep295に関しても、細胞生物学的、生化学的解析を精力的に行い、その中心小体-中心体変換に必要な機能を明らかにしつつある。さらに、具体的な結合因子の同定（同様に進化的に保存された中心小体構成因子）、その複合体形成の中心体構造、機能への生理的意義を明らかにした。論文として報告するための基本骨格になるべくデータは既に取得済みであり、現在は細部を補強する実験を鋭意進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究項目の一つである中心小体構成因子群のフェノーム、インタラクトーム解析に関しては、スクリーニングの段階を経て、新規因子の同定、中心小体形成に関与する新しい分子機構を論文として発表するに至った（Shiratsuchi G. et al, EMBO J. (2015))。また、この研究項目に関する他の実験データも論文投稿準備中であり、スクリーニングから機能解析に至るまで生産的に進んでいる。また、de novo中心小体形成など、canonicalな中心小体形成経路とは異なる、新しい分子機構の一端を明らかにすることができた。予期していなかった、今後の新しい課題であるが、細胞がん化の原因である染色体不安定化の原因解明にも繋がる可能性が考えられる。
また、他に挙げた研究項目に関しても、材料調整、条件検討、予備データの取得がほぼ完了しており、今後論文発表に向けてデータ取得を進めていくための基盤は整った状況である。
以上のように、本研究は順調に進んでおり、当初の計画以上に進展していると考えることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度で材料調整、条件検討、予備データ取得等の準備が整った、以下の研究課題に関して精力的に取り組む。さらに、平成26年度、データ取得が進んだ新規因子の機能解析に関する論文の精度、データ量を増やし投稿することを目指す。
1. AIDシステムを利用した中心小体構成因子の機能解析: 短時間に目的タンパク質を分解できるシステムであるAID法とゲノム編集技術を融合し、既にHsSAS-6を短時間に分解できるヒト培養細胞は確立済みである。この系を用いて、中心小体の基底部であるカートホイール構造の中心小体の構造、機能に対する役割を明確にする。また、他の中心小体構成因子に関しても同様の系を確立し、細胞周期中の特異的なフェーズにおいて分解することで、詳細な機能解析を行う。
2. In vitro再構成による中心小体構築のモデリング: これに関しても各中心小体構成因子のリコンビナント蛋白質の調整は既に完了している。また、複合体形成を促進するためのlipid monolayer法も導入済みであり、電子顕微鏡観察用のサンプル調整の条件検討も完了している。よって、今後は、様々な蛋白質のコンビネーションやbuffer条件において、複合体の構造的解析を精力的に執り行う。
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