2006 Fiscal Year Annual Research Report
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16084208
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
原口 徳子 独立行政法人情報通信研究機構, 第一研究部門 未来ICT研究センター バイオICTグループ, 主任研究員 (20359079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平岡 泰 独立行政法人情報通信研究機構, 第一研究部門 未来ICT研究センター バイオICTグループ, 上席研究員 (10359078)
古川 和宏 新潟大学, 自然科学系, 助教授 (40229109)
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| Keywords | 核膜 / クロマチン・染色体 / 細胞核 / 細胞増殖 / ダイナミクス / 生体分子イメージング / 細胞生物学 |
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| Research Abstract |
本研究は、細胞核機能維持に重要な構造体である核膜の構造と、そのダイナミクスの解明を主な目的としている。そのため、核膜と染色体の双方に結合する生体因子としてBarrier-to-Autointegration Factor (BAF)、LAP2alpla、LAP2beta、lamin A、Bqt1/Bqt2などの蛋白質に注目し、ヒト細胞やショウジョウバエ、分裂酵母を用いて、その細胞内動態と機能の解析を行った。老化における細胞核構造の変化を、ヒト細胞を用いて検討したところ、BAFは、若い増殖能の高い細胞では細胞核に局在しているが、老化して増殖能のない細胞では細胞核から細胞質に局在変化を起こすことを発見した。BAFの局在変化は老化の初期に起こること、その後LAP2alplaやLAP2betaの核膜関連蛋白質の核膜局在が失われ細胞質に出ること、lamin Aの前駆体であるprelamin Aが核内に溜まることが分かった。これらの結果は、細胞老化において核膜構造がダイナミックに変化することを示すと共に、BAFの局在変化がその核膜構造変化の原因である可能性を示唆している。増殖・分化・発生における核膜構造のダイナミックな変化に関しては、ショウジョウバエを用いて検討した。A-type laminの一種であるlamin Cの遺伝子をPエレメント挿入により破壊したところ、lamin Cが発現しない変異体では、蝋の後期発生において、頭部が胸部に収納されたままになるHead eversion defectという異常が出ることが分かった。この異常は、幼虫での筋肉異常により起こると考えられることから、マウスと同様、lamin Cが筋肉組織の形成に関与することを示すものである。減数分裂における核膜構造のダイナミックな構造変化に関しては、観察が容易な分裂酵母を用いて解析を行った。分裂酵母では、減数分裂期の前期には、染色体末端のテロメアが核膜上を移動し一カ所に集まることが知られていた。その時、テロメアを核膜上(Sad1蛋白質)につなぎ止める生体因子をDNAマイクロアレー、遺伝子破壊、yeast two hybrid法により検討したところ、Bqt1/Bqt2と名付けた2つの蛋白質が共同して働いていることを突き止めた。
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