2021 Fiscal Year Annual Research Report
染色体倍加に伴う慢性的な中心体異常の発生原理と細胞不均一性への寄与
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19H03219
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
上原 亮太 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (20580020)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚田 祐基 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (80580000)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 染色体倍加 / 中心体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではガン形成への寄与が目される「染色体倍加」現象に伴う中心体の構造・機能変化の原理と意義の解明を目的とした。染色体倍加に伴った分裂期中心体増大（中心体へのタンパク質の集積亢進）の特徴を更に解析するために、同調細胞で中心体複製阻害と細胞質分裂阻害を順に誘導し、中心体数を正常数（＝２）に保持したままで、染色体のみを倍加させる手法を確立し、繰り返しの染色体倍加が分裂期中心体タンパク質の集積に及ぼす影響を調べた。その結果、染色体倍加を1回引き起こした細胞では、倍加直後から顕著な中心体増大が観察され、さらに倍加を2回繰り返した細胞では、一回倍加細胞に比べて更に中心体増大が亢進され、中心体周辺物質の不定形な断片化が頻発することが分かった。このような断片化は、中心体タンパク質の集積を負に制御（集積を抑制）するタンパク質ユビキチン化制御遺伝子の発現抑制を行った際にも、染色体倍加を起こした細胞で特異的に頻発することを発見した。また、同遺伝子の発現抑制時、染色体倍加細胞では非倍加細胞と比較して著しい中心体の断片化に伴って紡錘体の多極化、染色体の不等分配が引き起こされることが分かった。興味深いことに、本研究で確立した手法で中心体増大を特異的に抑制した染色体倍加細胞では、上記遺伝子抑制時の中心体断片化による多極紡錘体形成が抑制され、細胞分裂異常が非倍加細胞レベルにまで解消した。これらの結果から、染色体倍加に付随する中心体構造あたりのタンパク質プール量の倍増が、中心体タンパク質の余剰集積を引き起こすことで、中心体構造維持の制御が脆弱になることが明らかになった。さらに、この脆弱性を突いた遺伝子阻害により染色体倍加細胞で選択的に劇的な細胞分裂障害が引き起されたことから、この中心体増大現象を標的とした染色体倍加細胞選択的な増殖抑制法の有効性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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