2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of a novel regulatory system of mitosis through nucleolar dynamics
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19H03257
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
木村 圭志 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50332268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
広田 亨 公益財団法人がん研究会, がん研究所 実験病理部, 部長 (50421368)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 核小体 / 細胞周期 / 細胞分裂期 / RNA / 染色体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「（計画１） 核小体タンパク質のM期での機能の解明」に関しては、研究代表者等は、M期進行に関与する候補として、59種類の核小体タンパク質を得ており、そのうちで最も顕著なM期での表現型を 示したNOL11に関して解析を進めた。研究代表者等は、NOL11が2つの核小体タンパク質WDR43, Cirhinと新規タンパク質複合体、NWC複合体を形成し、rRNA前駆体（pre-rRNA）を足場にM期染色体の表面（PR）に結合することを見出した。さらに、NWC複合体が、M期の鍵キナーゼであるAurora Bのセントロメアへの局在を促進することにより、M期染色体整列や姉妹染色体接着の維持などのセントロメア機能に重要な役割を果たしていることを見出した。また、それ以外にも13クラス、128種類の核小体に局在するrRNAプロセシング因子をノックダウン（KD）し、いくつかの候補因子を得た。また、それらのうちで、PLRG1、SNRNP200、SF3B14がそれぞれM期進行の異なる過程に関与することを示唆する結果を得た。
「計画２） 核小体RNAのM期での役割」に関して、研究代表者等は、RNA除去が以前から報告されているM期染色体の表明に局在しているタンパク質だけでなく、コンデンシン等のM期染色体骨格タンパク質の局在にも影響を与えることを見出した。さらに興味深いことに、RNAが液-液相分離というメカニズムで染色体骨格タンパク質の局在維持に寄与することを強く示唆する結果を得ている。
「計画３」間期細胞での核小体構造変化がM期に及ぼす影響の解析」に関しては、分裂間期細胞で核小体崩壊が誘導された際に、Wee1キナーゼの蓄積により、M期開始を遅延させることを見出したており、現在Wee1蓄積の原因を解析中である。
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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
「（計画１） 核小体タンパク質のM期での機能の解明」のプロジェクトでは、すでに新規核小体タンパク質複合体NWC複合体を発見し、NWC複合体がM期染色体のセントロメア機能に重要な役割を持つことを見出している。すでに、科学誌Nucleic Acids Researchに投稿しリバイス実験は2019年度でほぼ終了している（2020年6月にアクセプト）。また、いくつかのrRNAプロセシング因子のKDがM期進行に影響を与えることを見出しており、PLRG1、SNRNP200、SF3B14のKDがM期進行の様々な局面に興味深い表現型を与えることを見出している。したがって、計画１はおおむね順調に進んでいると考える。
「計画２） 核小体RNAのM期での役割」のプロジェクトでは、RNAがコンデンシン等のM期染色体骨格タンパク質の局在の維持に関与していることを見出している。さらにそのメカニズムには、液-液相分離が関与していることを強く示唆する結果を得ている。これらの結果は、染色体骨格の構築に新たな概念を導入し得るもので、計画2に関しては当初の計画よりも進展していると考えている。
「計画３」間期細胞での核小体構造変化がM期に及ぼす影響の解析」のプロジェクトは、他の２つのプロジェクトと比較して進展は遅れているが、間期での核小体崩壊がM期開始を遅延させる原因としてWee1キナーゼの蓄積をつきとめており、Wee1キナーゼの蓄積のメカニズムを解析している。
以上、総合的に判断して、本研究計画はおおむね順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
「（計画１） 核小体タンパク質のM期での機能の解明」のプロジェクトでは、すでにNWC複合体がAurora Bの染色体局在を介してM期染色体のセントロメア機能に重要な役割を持つことを見出した論文が本年度の6月にアクセプトされた。今後は、NWC複合体のM期染色体PR局在とM期制御機構との関連、Aurora Bのセントロメア局在促進のメカニズムを解析する。また、rRNAプロセシング因子、PLRG1、SNRNP200、SF3B14に関しては、siRNAのよるKD実験に加えて、鐘巻将人博士（遺伝研・教授）が開発したオーキシンデグロン（AID）法によりこれらの因子を細胞周期特異的に分解し、M期での機能を精査する。さらに、計画３）と関連するが、様々なクラスのrRNAプロセシング因子をKDした際の間期核小体構造とM期制御との関連を解析する。
「計画２） 核小体RNAのM期での役割」のプロジェクトは、今後最も重点的に研究を進めたい。M期骨格タンパク質に相互作用し液-液相分離を促進するRNAに焦点を絞り、RNAの種類を特定する。さらに、そのRNAがM期染色体骨格タンパク質どの部位に結合するかを明らかにするとともに、液-液相分離がM期染色体骨格の構造と動態にどのように寄与するかを解明する。
「計画３」間期細胞での核小体構造変化がM期に及ぼす影響の解析」のプロジェクトは、Wee1蓄積のメカニズム（合成制御、分解制御、修飾）について、核小体崩壊がいかに間著するかを解明する。さらに、rRNAプロセシング因子、転写因子をKD、あるいはAID法によりこれらの因子を細胞周期特異的に分解し、間期核小体構造とM期制御との関連を解析する。
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Research Products
(2 results)
