2023 Fiscal Year Annual Research Report
Structural basis for dynamic kinetochore assembly essential for chromosome segregation
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21K06048
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
有吉 眞理子 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 特任助教(常勤) (80437243)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 染色体分配 / キネトコア / セントロメア / クライオ電顕 / タンパク質複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
染色体上のセントロメア領域に形成されるキネトコアと呼ばれる超分子構造体は染色体の均等分配を制御する。キネトコアは、セントロメアのマーカーであるCENP-A ヌクレオソームを認識し、セントロメア上に会合する。キネトコアは2つの階層構造からなり、第一に、細胞周期を通して、常にセントロメア領域に会合している構成的セントロメア局在ネットワークタンパク質群（CCAN）がキネトコアの足場を形成する。細胞分裂時には、その外側に、紡錘体微小管との直接結合するKMNネットワークとよばれるタンパク質構造体が形成される。当初、間期特異的に形成されるCENP-C/CENP-LN複合体の構造機能解析を計画していたが、研究期間中に、CENP-C、CENPLN複合体を含むヒトのCCANコア構造が報告されたため、研究方針を修正した。細胞周期依存的に変化するキネトコアにおける分子会合モードの制御機構を理解するため、以下の３つの研究項目をおこなった。2023年度は項目3)の生化学的実験を実施した。
1)実際に細胞内で起こっているCCANの構造変化の実態を調べるため、ニワトリのDT40細胞から精製したCCAN複合体のクライオ電顕解析をおこなった。2)細胞周期依存的なKNL2タンパク質のCENP-Aヌクレオソーム結合クライオ電顕を用いた単粒子解析により、細胞周期依存的なニワトリKNL2タンパク質によるCENP-Aヌクレオソーム認識の構造基盤を明らかにし、新しい機能モデルを提唱した。3)CCANタンパク質の一つであるCENP-Cの結晶構造解析と生化学的な解析を行い、CENP-Cが高次の自己会合をすることを見出した。この自己会合能が間期におけるセントロメア維持に重要な役割を果たすことが示唆された。
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