2017 Fiscal Year Annual Research Report
系統的破壊を通じた巨大有糸分裂装置・スピンドルの分子モデル構築
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17H01431
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
五島 剛太 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (20447840)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清光 智美 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (10503443)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、遺伝情報を姉妹細胞へ継承するのに必須の細胞分裂装置・スピンドル総体の分子モデルを構築することを目標に定めた。近年、多くのスピンドル形成因子が報告され、またスピンドル形成の各過程には複数の機構が存在することも示されたが、遺伝子解析法の不完全さにより相矛盾する報告も多く、分子モデルの構築には至っていない。本研究では、ロバストな遺伝子破壊法を用い、スピンドル形成因子候補の役割を逐一詳細に突き止めることを目的とした。
これまでに、ヒト培養細胞、ショウジョウバエ培養細胞、ヒメツリガネゴケ幹細胞を用いた研究で成果が上がった。ヒト培養細胞を用いた研究では、スピンドル極に局在する２因子が冗長的に働くことで、スピンドル微小管を極付近で収束させていることを見出した（Tungadi, Ito et al. J Cell Sci. 2017）。ショウジョウバエ培養細胞およびヒト培養細胞を用いた研究では、動原体微小管の末端に局在するモータータンパク質が微小管動態を制御することで動原体と微小管の安定な結合に必要であることを示した（Edzuka and Goshima. J Cell Biol. 2019）。ヒメツリガネゴケ幹細胞を用いた研究では、まず、植物の動原体構成因子の動態の包括的に描写することに成功した。さらに、遺伝子破壊・ノックダウン実験を駆使し、動原体の欠損により染色体の分配異常だけでなく、細胞質分裂の阻害が引き起こされることを発見した（Kozgunova et al. eLife. 2019）。
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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
ショウジョウバエの動原体因子のプロジェクトで予想に反する結果が出て予定外の追加実験を行ったため遅れは生じたが、最終的にこのプロジェクトを含めた３本の原著論文を公表できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物培養細胞、植物細胞（ヒメツリガネゴケ原糸体幹細胞）に加え、酵母細胞でも遺伝子機能阻害プロジェクトを遂行する。これまでに、スピンドル極の収束、微小管生成、染色体のスピンドル内整列、細胞質分裂に関する興味深い予備的知見が得られたので、これらの点に特に着目する。CRISPR/Cas9法や相同組み換えを用いた特定の遺伝子の完全破壊と、RNA干渉、植物ホルモン・オーキシン依存的なタンパク質分解系を用いた別の遺伝子産物の迅速な分解を組み合わせることで、系統的な遺伝子機能阻害を行う。
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