2018 Fiscal Year Research-status Report

Molecular regulation of actin plate on brown algal cytokinesis

Research Project

Project/Area Number	17K07462
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	長里千香子北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (00374710)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	褐藻類 / 細胞質分裂 / アクチン / 微小管
Outline of Annual Research Achievements	微小管とアクチンを標識する蛍光プローブを用いた生細胞観察による昨年度までの研究成果から、褐藻類の細胞質分裂に特徴的なプレート状アクチン構造は、隔膜発達と同時に細胞内部で出現し、細胞周辺へ拡がっていくこと、中心体から発達する微小管は拡張する隔膜の端に存在することが示された。このことから、隔膜の形成と拡張にはアクチンと微小管が相互に働くことで、完成に導かれていると予測された。今年度は、微小管とアクチンの相互関係に着目して研究を行なった。新しい隔膜形成のために供給されるゴルジ体小胞の形成を阻害し、細胞質分裂の進行を阻害した際のアクチンと微小管の関係について調べた。その結果、アクチンは次の核分裂周期が始まるまで残存しており、その位置が形成途中の隔膜と一致すること、微小管がアクチンと連結している様子が観察された。また、核分裂期に入ると、微小管は紡錘体形成に使われ、細胞質へ広がるものがほぼ観察されなくなる。微小管とアクチンとの連結がなくなると、核分裂期開始直前まで観察されていたアクチンは消失することから、形成途中の隔膜周辺に付随するように存在しているプレート状アクチンの構造維持には微小管が何らかの役割を担っていることが示唆された。この様子は、電子顕微鏡による詳細な観察からも明らかになった。さらに、タイムラプス観察で、核分裂から細胞質分裂に及ぶ細胞を観察したところ、細胞質分裂のある時期に娘核の距離が最短となり、細胞質分裂が完了すると距離が離れていくことがわかった。娘核の距離にはその近傍にある微小管と細胞質分裂面に出現したプレート状アクチン構造との連結でできるテンションによるものと考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 細胞骨格関連タンパク質に対する有用な抗体が作製できていないという点からやや遅れていると判断した。
Strategy for Future Research Activity	アクチンの重合に関係するformin、および微小管結合タンパク質で伸長する微小管に結合するEB1を候補としてcDNAを単離しているが、それの情報をもとに大腸菌による組換えタンパク質を作製する。抗体作製のための抗原として使用すると共に、組換えタンパク質を用いて、褐藻類のforminとEB1のアクチン、微小管の重合に関わる働きについて、すでに知られている他の生物と比較を行う。実際には、蛍光ラベルのアクチン、チューブリンと混合した際の重合性などを調べ、数値化することで評価をする。そのデータをもとに間接蛍光顕微鏡法、免疫電子顕微鏡法で局在を調べる。