微小管の異常を感知して細胞死を誘導する新しい制御機構についての遺伝学的解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17570006
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 井上 喜博 京都工芸繊維大学, ショウジョウバエ遺伝資源センター, 講師 (90201938)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 政光 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00182460)
• Keywords: 微小管 / ショウジョウバエ / アポトーシス / Orbit

Research Abstract

細胞が分裂する際には、微小管の重合状態、染色体への結合がモニターされ、異常が検知された場合には細胞周期の進行が停止する。このとき微小管の重合あるいは脱重合阻害剤で処理し続けるとアポトーシスをおこす細胞が多数出現するが、その制御機構の全容には明らかにされていない。微小管結合タンパクOrbitは、微小管の+端に集積し、その重合を促進する活性がある。それが遊離すると微小管は不安定になる。Orbitは微小管への結合と遊離を短時間で繰り返しており、それにより微小管の動きを制御している。培養細胞で微小管結合タンパクOrbitを大量発現させ、透過型電子顕微鏡にて観察したところ、微小管が異常に安定化され微小管の束がつくられていた。それにともないアポトーシスに特徴的な核の断片化が観察された。同様に幼虫期の分裂組織である複眼原基内でorbitを大量発現、あるいはノックダウンしてもそれに依存したCaspaseの活性化によるアポトーシスが確認された。このとき微小管重合チェックポイントに関わるbub1、mad2、p53の関与を示唆する結果も得られた。さらにショウジョウバエのアポトーシス誘導に関与する3遺伝子reaper,hid,grimの遺伝子量を半減したところ、アポトーシスをおこしている細胞数が減少することがわかった。Orbitの量的変動により微小管ダイナミクスが変化し、その異常をBub1、Bub2を介する微小管重合チェックポイント経路が感知してp53そしてReaper,Hid,Grimを介して最終的にCaspaseに依存したアポトーシスが誘導されるというモデルを提唱した。複眼原基内でorbitを大量発現すると成虫の複眼形態の異常として表れる。この表現型を抑圧、増強する遺伝子がないか、欠失染色体を用いたスクリーングをおこなった。全ゲノムの70%について調査したところ、増強、抑圧する染色体領域がそれぞれ5箇所、4箇所みつかった。これらの領域にこのタイプのアポトーシス誘導をそれぞれ負、正に制御する遺伝子が存在する可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] Prevalence of full-size P and KP elements in North America populations of Drosophila melanogaster. (2007)
  • Author(s): Itoh, M., Takeuchi, N., Yamaguchi, M., Yamamoto, M., Boussy, I., A.
  • Journal Title: Genetica (in press)
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Transcriptional regulation of the Drosophila rfcl gene by the DRE-DREF pathway. (2007)
  • Author(s): Tsuchiya, A., Inoue, Y.H., Ida, H., Kawase, Y., Okudaira, K., Ohno, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: FEBS J. 274 Pages: 1818-1832
• [Journal Article] Complex interference in the eye developmental pathway by Drosophila NF-YA. (2007)
  • Author(s): Yoshioka, Y., Suyari, O., Yamada, M., Ohno, K., Hayashi, Y., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Genesis 45 Pages: 21-31
• [Journal Article] Transcriptional regulation of the Drosophila ANT gene by the DRE/DREF system. (2007)
  • Author(s): Kim, Y.S, Shin, M.J., Yang, D.J., Yamaguchi, M., Park, S.Y., Yoo, M.A.
  • Journal Title: Genes to Cells (in press)
• [Journal Article] Identification of ZNF200 as a novel binding partner of histone H3 methyltransferase G9a. (2007)
  • Author(s): Nishida, M., Kato, M., Kato, Y., Sasai, N., Ueda, J., Tachibana, M., Shinkai, Y., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Genes to Cells (in press)
• [Journal Article] Drosophila Damaged DNA Binding Protein 1 contributes to genome stability in somatic cells. (2006)
  • Author(s): Shimanouchi, K., Takata, K., Yamaguchi, M., Murakami, S., Ishikawa, G., Takeuchi, R., Kanai, Y., Ruike, T., Nakamura, R., Abe, Y., Sakaguchi, K.
  • Journal Title: J. Biochem. 139 Pages: 51-58
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Antagonistic regulation of the Drosophila PCNA gene promoter by DREF and Cut. (2006)
  • Author(s): Seto, H., Hayashi, Y., Kwon, E., Taguchi, O., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Genes to Cells 11 Pages: 499-512
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Drosophila Distal-less negatively regulates dDREF by inhibiting its DNA binding activity. (2006)
  • Author(s): Hayashi, Y., Kato, M., Seto, H., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta. 1759 Pages: 359-366
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Identification of the Drosophila skpA gene as a novel target of the transcription factor DREF. (2006)
  • Author(s): Thao, D.T.P., Ida, H., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Exp. Cell Res. 312 Pages: 3641-3650
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [Journal Article] Genetic link between □-sarcoglycan and the Egfr signaling pathway. (2006)
  • Author(s): Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 348 Pages: 212-221
• [Journal Article] Dynamic changes in the subcellular localization of Drosophila □-Sarcoglycan during the cell cycle. (2006)
  • Author(s): Hashimoto, R., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Cell Struct. Funct. 31 Pages: 173-180
• [Book] -日本の遺伝学の潮流-Orbit/Claspタンパクファミリーによるショウジョウバエの染色体ダイナミックス (2007)
  • Author(s): 安藤至, 鈴木隆夫, 井上喜博
  • Total Pages: 340
  • Publisher: NTS出版