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2011 Fiscal Year Annual Research Report

細胞分裂期の表層アクチン―星状体微小管相互作用と紡錘体位置決定の分子機構

Research Project

Project/Area Number 21370086
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

水野 健作  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70128396)

Keywordsコフィリン / 紡錘体 / 細胞分裂 / 細胞極性 / アクチン骨格 / 微小管 / 蛍光蛋白質
Research Abstract

細胞分裂時の紡錘体の位置決定は分裂軸・分裂面を決定する上で重要である。本研究では、1)分裂期中期における表層アクチンの安定化を制御する分子機構、2)分裂期の紡錘体形成における微小管の制御機構、3)3次元培養下において分裂軸を制御する分子機構、に焦点を当てて、細胞分裂における紡錘体位置決定の分子機構の解明を目的に研究を行い、以下の結果を得た。1)分裂期中期における表層アクチン安定化のためLIMKの活性化とSlingshotの不活性化が生じる。Cdk1とPlk1によってSlingshotがリン酸化されることを見出し、そのリン酸化部位を同定した。また、細胞周期依存的なアクチン動態を解明するため、G-アクチン濃度変化を測定するイメージング技術s-FDAP法を開発した,本法は、分裂期のG-アクチン動態を解明する上で有効な手段となると考えられる。2)紡錘体形成と染色体の分配において、紡錘体極の安定性を維持する制御機構が重要である。Plk1のキナーゼ活性を制御する新しい微小管結合蛋白質としてFurryを同定し、FurryがAurora AによるPlk1活性化の足場蛋白質として機能することを解明した。3)3次元培養下において、上皮細胞は適度な硬さのコラーゲン中では分裂軸を正しく制御し極性をもったシストを形成するが、より硬いコラーゲン中では無秩序な方向での分裂と高い増殖能により無秩序な細胞塊となる。シスト形成時の細胞分裂軸の決定においてCdc42などのRhoファミリーが関与していることが報告されているが、本研究ではこれらの過程に関与する上流因子Rho-GEFをshRNAを用いて網羅的に解析し、シスト形成に関わるRho-GEFを同定し、これらのRho-GEFが細胞間接着を介した分裂軸の決定に関与していることを解明した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Visualization of cofilin-actin and Ras-Raf interactions by bimolecular fluorescence complementation assays using a new pair of split Venus fragments2012

    • Author(s)
      Ohashi, K., Kiuchi, T., Shoji, K., Sampei, K., and Mizuno, K.
    • Journal Title

      BioTechniques

      Volume: 52 Pages: 45-50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Live-cell imaging of G-actin dynamics using sequential FDAP2011

    • Author(s)
      Kiuchi, T., Nagai, T., Ohashi, K., Watanabe, N., and Mizuno, K.
    • Journal Title

      BioArchitecture

      Volume: 1 Pages: 240-244

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurements of spatiotemporal changes in G-actin concentration reveal its effect on stimulus-induced actin assembly and lamel lipodium extension2011

    • Author(s)
      Kiuchi, T., et al
    • Journal Title

      J.Cell Biol.

      Volume: 193 Pages: 365-380

    • DOI

      10.1083/jcb.201101035

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein kinase D regulates cofilin activity through p21-activated kinase 42011

    • Author(s)
      Spratley, S.J., et al
    • Journal Title

      J.Biol.Chem.

      Volume: 286 Pages: 34254-34261

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.259424

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LIM-kinase has a dual role in regulating lamellipodium extension by decelerating the rate of actin retro grade flow and the rate of actin polymerization2011

    • Author(s)
      Ohashi, K., et al
    • Journal Title

      J.Biol.Chem.

      Volume: 286 Pages: 36340-36351

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.259135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cofilin-mediated F-actin severing is regulated by the Rap GTPase and controls the cytoskeletal dynamics that drive lymphocyte spreading and BCR microcluster formation2011

    • Author(s)
      Freeman, S.A., et al
    • Journal Title

      J.Immunol.

      Volume: 187 Pages: 5887-5900

    • DOI

      10.4049/jimmunol.1102233

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ラメリポディア伸長時におけるアクチンモノマー濃度の役割2012

    • Author(s)
      木内泰、渡邊直樹、水野健作
    • Organizer
      2012年生体運動研究合同班会議
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      20120106-20120108
  • [Presentation] Furry is involved in bipolar spindle form ation through Plk1 activation2011

    • Author(s)
      Masanori Ikeda, Shuhei Chiba, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20111213-20111216
  • [Presentation] Live-cell measurements of spatiotemporal changes in G-actin concentration reveal its key role in stimulus-induced actin assembly and cell extension2011

    • Author(s)
      Kensaku Mizuno
    • Organizer
      The 26th European Cytoskeletal Forum (ECF) Meeting on "Actin-based motility : from molecules to model organisms"
    • Place of Presentation
      Stresa, Lake Maggiore, Italy
    • Year and Date
      20111029-20111102
  • [Presentation] Regulation mechanisms of actin cytoskeleton and membrane transport for the formation of cellular protrusions2011

    • Author(s)
      水野健作
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20110921-24
  • [Presentation] Multipoit measurements of fluorescence decay after photoactivation of Dronpa-actin reveal spatial distribution of G-actin concentration between lamellipodium and cell body2011

    • Author(s)
      木内泰、永井友朗、大橋一正、水野健作
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20110627-0629
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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