Analysis of a novel regulatory system of mitosis through nucleolar dynamics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03257
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kimura Keiji 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50332268)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 核小体 / 染色体 / 細胞分裂期 / RNA / 細胞周期

Outline of Final Research Achievements

Regarding “Elucidation of the functions of nucleolar proteins during mitosis”, we found that nucleolar protein NOL11 formed an NWC complex with WDR43 and Cirhin, and the NWC complex promoted the localization of Aurora B to the centromeres of mitotic chromosomes, thereby controlling the centromeric functions. We knocked down (KD) 128 kinds of rRNA processing factors in 13 classes, and found that the KD of multiple factors affected progression of mitosis.
Regarding “Elucidation of the role of nucleolar RNA in the M phase'', we found that RNA depletion affected the localization of some of the chromosomal scaffold proteins on the mitotic chromosomes. Among them, the localization of condensin I was most affected; therefore, we analyzed the molecular mechanism. We found that liquid-liquid phase separation of chromosome-associated RNA and condensin I contributed to the chromosomal localization of condensin I.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

核小体は、多種類のRNAとタンパク質から構成される核内の最大の構造体で、古典的なリボソーム生合成の場としての役割以外に多岐な細胞機能に関与することが提唱されている。
本研究では、核小体に存在する新規のタンパク質複合体が分裂期染色体の表面に局在し、細胞分裂の鍵分子であるAurora Bのセントロメアへの濃縮を介して、正確な分裂期染色体の分配を保証することを明らかにした。これらの過程に破綻が生じると、がんの悪性化で観察される染色体不安定性の増大を引き起す。従って本研究は、核小体と細胞分裂とのリンクの分子レベルでの理解につながるとともに、がんの進展のメカニズムに関する手掛かりにもなり得る。