2014 Fiscal Year Annual Research Report
チューブリンアイソタイプの違いは微小管動態の多様性に寄与するか？
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14J03414
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本多 優 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 微小管 / チューブリン / C. elegans |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小管を構成するα－およびβ－チューブリンには複数のアイソタイプが存在する。本研究では線虫初期胚で発現するβ－チューブリンアイソタイプ（TBB-1とTBB-2）に着目し、チューブリンアイソタイプが微小管動態の多様性に寄与するかを検証することを目的とした。
１. TBB-1およびTBB-2の紡錘体微小管への局在量の解析 CRISPR-Cas9法を用いてゲノム上のTBB-1およびTBB-2を直接蛍光標識した株を作成し、定量的ライブイメージング解析により、TBB-2がTBB-1の約２倍多く紡錘体微小管に取り込まれることが明らかになった。
２. TBB-1微小管とTBB-2微小管のダイナミクス解析 微小管のプラス末端に結合するタンパク質（EB1）を蛍光標識した株を用いたライブイメージング解析により、tbb-1またはtbb-2のノックダウンが微小管の伸長速度や安定性などのダイナミクスにそれぞれ異なる影響を与えることが明らかになった。
３. αβ－チューブリンヘテロダイマーの特異的な組み合わせが微小管動態に果たす寄与 線虫初期胚で発現する２つのα－チューブリンアイソタイプ（TBA-1とTBA-2）は、それぞれの単独のノックダウンでは分裂期に特出した表現型は観察されず、胚性致死も示さない。本研究において、tba-1ノックダウンによりtbb－2の胚性致死率が部分的に増進され、逆にtba-2ノックダウンにより部分的にレスキューされることが明らかになった。さらに、tbb-2欠損株における微小管の伸長速度の減少がtba-1ノックダウンによりさらに増進され、一方でtba-2ノックダウンでは部分的にレスキューされた。これらの結果はαβ－チューブリンヘテロダイマーの特異的な組み合わせが微小管動態に異なる寄与を果たす可能性を示唆している。
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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
当初の計画通り、TBB-1およびTBB-2をそれぞれ蛍光標識した株を作成し、定量的ライブイメージング解析の結果、明確な局在量の違いを見出すことができた。また、TBB-1およびTBB-2が形成する微小管のダイナミクスをそれぞれ定量的に評価し、微小管の性質に明らかな差異があることを見出した。これらの結果はTBB-1欠損株およびTBB-2欠損株の表現型と一致するものであると考えられた。したがって本年度の目標はほぼ達成できたと考えている。
一方でTBB-1およびTBB-2の性質の違いを生み出す要因については依然として不明であり、今後解析すべき課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの研究により、TBB-1およびTBB-2が微小管動態におよぼす影響に違いがあることが示された。今後はTBB-1およびTBB-2の性質の違いを生み出す要因を特定するために、TBB-1およびTBB-2の配列を入れ替えた線虫株を作成し、解析を行う予定である。まず、ゲノム上のTBB-1およびTBB-2のORFを入れ替え、微小管動態にどのような影響を及ぼすか、評価する。その上でTBB-1の一部をTBB-2の配列と入れ替えた線虫株（およびその逆の線虫株）を作成し、同様に微小管動態に及ぼす影響を評価する。これらの解析により、TBB-1およびTBB-2の２つのβ－チューブリンアイソタイプが微小管動態に異なる影響を与える要因が特定されると考えられる。
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