細胞分裂周期における染色体の伝達分配機構の研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05102004
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 柳田 充弘 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80025428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中世古 幸信 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30231468)
• Keywords: cdc2キナーゼ / ホスファターゼ / 染色体分配 / セントロメア / テロメア / 減数分裂 / 染色体凝縮 / 細胞周期

Research Abstract

1サイクリン様に振る舞う分配必須タンパク質の機能の研究。
今年度の研究成果のうち特に重要なものは、染色体分配に必須なタンパク質として研究をしてきたCut2が染色体分配時の細胞周期M期後期に分解することを見いだし、これがサイクリンの分解を行っているユビキチン依存性プロテアーゼに依存することを明らかにしたことである。しかも大事な事は分解が起こらないと染色体分配が起こらないことである。もしも壊されないCut2を細胞内に導入すると、染色体分配は起こらないが、他の細胞周期の出来事である、複製、スピンドル形成、染色体凝縮や細胞質分裂などはおきる。さらにCut2とサイクリンの分子としての類似性は、Cut2のN端の部分が分解に必須であるが、この部分をサイクリンのN端と置き換えても機能があることで明白となった。Cut2はCut1分子と結合し、M期の中期の時点までは染色分体の分離に働き、後期では壊れて分配の振興を妨げないという働きをするらしい。
2微小管とスピンドル極体結合性のDis1タンパク質の研究。
染色体の分配に必須なDis1タンパク質の理解についても大きな進展があった。このタンパク質は三つのドメインからなりそのうち中央ドメインが微小管に直接結合し、C端はそれ自体はスピンドル極体に結合する。N端があれば細胞周期特異的な細胞内局在を示せるようになる。大変興味深い点はDis1タンパク質はスピンドル極体に結合するのが機能に必須で、もしこのタンパク質を失うとM期中期から後期にかけてある時期が失われ、スピンドルが時期尚早に伸びてしまう。
ホスファターゼと20s粒子の研究。
M期中期から後期にかけてサイクリンやCut2の分解が起こるが、これを引き起こす20s粒子(E3ユビキチンリガーゼ活性を有す)の研究に大きな進展があった。この20s粒子の形成にはnuc2とcut9という二種のタンパク質が必要であるが、この20s粒子の機能発現にホスファターゼdis2が深くかかわることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Hagan,I.: "The product of the spindle formation gene sad1^+ associates with the fission yeast spindle pole body and is essential for viability." J.Cell Biol.129. 1033-1047 (1995)
• [Publications] Kumada,K.: "Fission yeast TPR-family protein nuc2 is required for G1-arrest upon nitrogen starvation and is an inhibitor of septum formation." J.Cell Sci.108. 895-905 (1995)
• [Publications] Shimanuki,M.: "A novel essential fission yeast gene pad1^+ positively requlates pad1^+-dependent transcription and is implicated in the maintenance of chromosome structure." J.Cell.Sci.108. 569-579 (1995)
• [Publications] Matsusaka,T.: "A novel protein kinase ssp1^+ is required for alteration of growth polarity and actin localization in fission yeast" EMBO J.14. 3325-3338 (1995)
• [Publications] Yanagida,M.: "Frontier questions about sister chromatin separation in anaphase." Bio essays. 17. 519-526 (1995)
• [Publications] Murakami,S.: "A large circular minichromosome of Schizosaccharomyces pombe requires a high dose of type II DNA topoisomerase II for its stabilization." Mol.Gen.Genet.246. 671-679 (1995)
• [Publications] Nabeshima,K.: "p93dis1 required for sister chromatid separation is a novel microtuble and spindle pole body associating protein phosphorylated at the Cdc2 target sites." Genes & Develop.9. 1572-1585 (1995)
• [Publications] Funabiki,H.: "Sister chromatid separation requires the metaphase spindle phophoproteis Cut2 with diminishes in anaphase." EMBO J.(submitted).
• [Publications] Kumada,K.: "Mutations in the fission yeast essential gene crm1^+ result in caffein-resistance." Mol.Gen.Genet.250. 59-68 (1996)
• [Publications] Takeda,T.: "Schizosaccharomyces pombe arf1^+ encodes a transcription factor required for sexual development and entry into stationary phase." EMBO J.14. 6193-6208 (1995)
• [Publications] Kinoshita,K.: "Fission yeast proteis phosphatase 2A (PP2A) regu atory subunits affect cell morphogenesis,cell wall synthesis,osmoregulation and cytokinesis" Genes to Cells. 1. (1996)
• [Publications] Okishio,N.: "Fission yeast Nda1 and Nda4,MCM homologs required for DNA replication are constitutive nuclear proteins." J.Cell Sci.109. 319-326 (1996)
• [Publications] Su,S.S.: "A nitrogen starvation-induced dormant GO state in fission yeast:the establishment from uncommitted G1 and its delay for return to prorifertation." J.Cell Sci.(1996)
• [Publications] Yanagida,M.: "Cell cycle control by protein phosphatases." In Advances Molecular and Cell Biology. 13. 137-149 (1993)