2016 Fiscal Year Annual Research Report
超微小空間における中心小体構造の自己組織化原理の解明
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16H06168
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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) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 中心体 / 中心小体 / 細胞分裂 / 細胞生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 最新型超解像顕微鏡を利用した超微小空間における中心小体構築過程の観察
ヒト中心小体構成因子がどのように段階的に複合体を形成することで基底部であるカートホイール構造が構築され、伸長していくのかを免疫染色、最新型超解像顕微鏡（Gated-STED顕微鏡; 解像度~30 nm）を用いて詳細に記述した。特に、カートホイール構造の構成因子として重要であるPlk4/STIL/HsSAS-6に着目し、時系列に沿って、微小空間における詳細な局在をマッピングした。その結果、細胞周期依存的に、新たに構築されるカートホイール構造や中心小体前駆体の形成過程を可視化することに成功している。さらには、カートホイール構造形成から、中心小体の伸長過程において、いくつかの構成因子群が関与していることを超解像顕微鏡観察とAIDデグロン法を用いることで明らかにした。
2) Lipid-Monolayer法を用いた中心小体構築のin vitro再構成
HsSAS-6高次複合体が他構成因子とどのように相互作用することでカートホイール構造の形成を開始できるのか、HsSAS-6リコンビナント蛋白質を用いたin vitro再構成系を用いて検討を行った。複合体形成の効率化を図るために、脂質一重膜上において蛋白質を二次元上で分子間結合を促進させるLipid-Monolayer法を用いた。また、電子顕微鏡画像を用いたイメージプロセッシングによるHsSAS-6を含む複合体の3次元構造モデルの確立を行い、カートホイール構造との比較を行った。その結果、HsSAS-6はin vitroでカートホイール構造に類似した９回対称性を有した高次複合体を形成することを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要1)と2)の結果をベースに、ヒト培養細胞におけるカートホイール構造の形成過程（超解像レベル）と分子機構、中心小体複製における構造的機能に関する論文を現在とりまとめ、投稿直前まで進んでいる。その他の研究計画に関しても順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画していた研究が、これまでのところ予定通りに進展しているので、現状を維持する。細胞生物学的な解析は多様な手法を用いて独自のストラテジーを確立しつつあるのでこれを維持、様々な問題設定に対して応用していく。構造生物学的解析、特にカートホール構造の分子レベルでの解析を促進するために、Cryo-EMや昆虫細胞を利用したタンパク質複合体精製法の導入を行う。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Katanin p80, NuMA and cytoplasmic dynein cooperate to control microtubule dynamics.2017
Author(s)
Jin M, Pomp O, Shinoda T, Toba S, Torisawa T, Furuta K, Oiwa K, Yasunaga T, Kitagawa D, Matsumura S, Miyata T, Tan TT, Reversade B, Hirotsune S.
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Journal Title
Scientific reports
Volume: 7
Pages: 39902
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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