2023 Fiscal Year Annual Research Report
Plant genome plasticity resulting from the alteration of the M phase checkpoint
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21K06215
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
小牧 伸一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50584588)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | M期チェックポイント / CPC複合体 / ゲノム倍加 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
M期チェックポイントを構成する複合体の1つであるChromosomal passenger complex (CPC)複合体は、INCENP、Borealin、Survivinの3つの足場タンパク質と触媒ユニットであるAurora kinaseによって構成される。動物では、CPC複合体の一員であるSurvivinのN末端にあるBIRドメインが、セントロメア特異的なヒストンの3番目のアミノ酸のリン酸化修飾(H3T3ph)を認識し、直接結合することでCPC複合体全体をinner centromereに局在させることが知られていた。しかし、CPC複合体の局在に重要な役割を果たすSurvivinのホモログは、植物はおろかこれまでに存在が確認されていた酵母や動物以外の生物では見当たらず、どのようにCPC複合体がセントロメアに局在しているかは知られていなかった。
研究代表者は、生化学手法により植物におけるSurvivinのホモログを発見し、Survivinの本体がヒストンのリン酸化修飾を認識するBIRドメインではなく、他のCPC複合体因子との結合に重要なヘリックス領域であることを見出した。この結果により、Survivinタンパク質の再定義を行うことが可能となり、酵母や動物以外の生物にもSurvivin /BORIに属するタンパク質が普遍的に保存されていることを見出した。
さらに、CPC複合体の局在場所であるキネトコアに注目し、植物に保存された各キネトコア因子にGFPを融合することで、その局在を確認した。すると、キネトコアの最外層を構成する因子が、細胞周期を通じてキネトコアに留まるという、動物とは異なる局在様式が観察された。キネトコアの最外層は、M期チェックポイント複合体の足場として機能することが知られており、植物における特異的なチェックポイント制御機構に関与している可能性がある。
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