Analysis of the licensing mechanism of centriole duplication by using Separase Sensor

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14508
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 花房 洋 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (00345844)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: LRRK1 / 中心小体 / ライセンシングシグナル

Outline of Annual Research Achievements

中心体は一対の母娘中心小体からなり、細胞内の微小管形成中心として重要な働きをしている。中心小体は細胞周期ごとに一度だけ S期に複製される。中心小体の複製が過剰に起こると中心体数の異常につながり、細胞分裂(M)期に染色体分配が不安定化することが 知られている。このため中心小体の複製は厳密に制御されている。これまでの研究から、M期中期から後期にかけ母娘中心小体が解離し、これがS期中心小体複製のライセンシングシグナルとして機能していることが明らかとなっている。実際、母娘中心小体の解離が早まった細胞では、中心小体の複製が過剰に起きる。母娘中心小体は、染色体同様、コヒーシンによってタイトな結合が維持されており、プロテアーゼであるセパレースがコヒーシンを分解することで解離を引き起こすと考えられている。コヒーシンの切断配列の両側にGFP(緑色に発色)とmCherry(赤色に発色)の発色団を持ち、N末端に中心体局在ドメインであるPACTドメインを融合したセパレースセンサー を用いると、中心体特異的なセパレースの活性を、蛍光の変化で観察することができる。本研究ではこの系を用いて、中心小体解離(ライセンシングシグナル)に重要な遺伝子の同定と、その分子機構の解析を行った。これまでの解析から、（１）LRRK1を恒常的に活性化させると、母娘中心小体の解離が早まること、（２）LRRK1を恒常的に活性化させた細胞では、中心体数が過剰になること、（３）LRRK1を恒常的に活性化させた細胞では、中心体におけるセパレースの活性が上昇すること、（４）LRRK1をノックダウンした細胞では、母娘中心小体の解離が遅延すること、を明らかにした。本研究から、LRRK1がキナーゼ活性依存的に母娘中心小体の解離を制御していることを明らかにした。