2020 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 沖縄科学技術大学院大学, 細胞分裂動態ユニット, 准教授 (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。
ヒトHCT116培養細胞を用い、スピンドル微小管が生成する仕組みに焦点を絞って研究した。微小管を生み出すには、構成タンパク質の重合を開始させる必要があり、この反応にはこれまで、gamma-チューブリンタンパク質が重要であることが知られていた。微小管生成因子であるgamma-チューブリン遺伝子を欠失させると、細胞の分裂は異常になり、致死となる。我々は、ヒト培養細胞において、gamma-チューブリンをほぼ完全になくした状態でも微小管が生み出される様子を観察することに成功した。実験に用いたのはCRISPR/Cas9法とAID法で、これにより、細胞分裂直前に急速に内在性のgamma-チューブリンの分解を誘導した。細胞内でgamma-チューブリンに依存しない微小管が生成されることを見出し、さらには、RNAi法を用いて生成を促進する候補因子として、微小管結合タンパク質のCLASP1とTPX2を見出した。
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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
当初は中心小体を欠失させたヒト培養細胞を用いる計画だったが予想外の表現型が出たため、gamma-チューブリンに絞った研究に若干の軌道修正をした。微小管生成過程の可視化と候補因子選抜まで到達したため、「おおむね順調」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト培養細胞、植物細胞（ヒメツリガネゴケ原糸体幹細胞、茎葉体幹細胞）、酵母細胞を用いた遺伝子機能阻害プロジェクトを継続する。各種のタンパク質分解（欠失）系とライブセルイメージングを組み合わせ、これまでに得られた候補因子の役割を決定し、複数の論文を発表することを目指す。
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