細胞分裂制御キナーゼの分子連携とその調節異常による腫瘍形成機構

• 研究課題/領域番号: 01J00391
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 広田 亨 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 細胞分裂 / 分裂期キナーゼ / Aurora-A / リン酸化 / 中心体 / RNAi / Ajuba / LIMドメイン / 短鎖RNA干渉法 / 染色体不安定性 / キネトコア / CENP-A

研究概要

Auroraキナーゼは進化上高度に保存されている普遍的な分裂期キナーゼである。本研究は、詳細が不明であったAurora-Aの生理機能について調べ、ヒトの細胞分裂のメカニズムに迫ることを主題とした。本年度は、昨年度までに同定したAurora-Aの会合分子について、引き続き、それらの相互作用の解析を行った。さらに、最終年度として、これまでの結果を論文発表することも目標とした。
以下に、本年度の成果を要約する。
(1)Aurora-Aは分裂期進入のための必須子である:
リン酸化部位認識特異抗体を用いることにより、Aurora-Aの活性化がG2後期の中心体において始まることを見出した。そこで、RNAi法を用いてAurora-Aの発現を抑制したところ、HeLa細胞はG2期で停止し分裂期への進入が著しく損なわれた。細胞分裂の開始に際しCyclinB1-Cdk1の活性化が中心的な役割を持つと考えられ、その最初の活性化は中心体で起こるが、我々はG2期後期においてAurora-Aが中心体で活性化することが、つづくCyclinB1-Cdk1の活性化に必要であることを示した。
(2)AjubaはAurora-Aの自己リン酸化による酵素活性化を誘導する:
Aurora-Aの会合分子としてヒトAjubaを同定した(GenBank Acc.No.AY169959)。Ajubaは3つのLIMドメインをもつタンパク質であり、LIM2およびLIM3を介してAurora-Aと結合することを見出した。分裂期においてAurora-AはAjubaと結合することで自己リン酸化を引き起こし、活性化することが明らかになった。AjubaはG2後期の中心体におけるAurora-Aの活性化を誘導する必須の調節因子であることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Hirota, T et al.: "Aurora-A and an interacting activator, the LIM protein Ajuba, are required for mitotic commitment in human cells."Cell. 114(5). 585-598 (2003)
• [文献書誌] Kunitoku, N et al.: "CENP-A phosphorylation by Aurora-A in prophase is required for enrichment of Aurora-B at inner centromeres and for kinetochore function."Developmental Cell. 5(6). 853-864 (2003)
• [文献書誌] Marumoto, T et al.: "Aurora-A kinase maintains the fidelity of early and late mitotic events in HeLa cells."Journal of Biological Chemistry. 278(51). 51786-51795 (2003)
• [文献書誌] Arima, T et al.: "Downregulation of nuclear protein ICBP90 by p53/p21^<Cip1/WAF1>-dependent DNA-damage checkpoint signals contributes to cell cycle arrest at G1/S transition"Genes to Cells. 9. 131-142 (2004)
• [文献書誌] Honda, S et al.: "Activation of m-calpain is required for chromosome alignment on the metaphase plate during mitosis."Journal of Biological Chemistry. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Iida, S et al.: "The tumor suppressor WARTS ensures genomic integrity by regulating both mitotic progression and G1 tetraploidy checkpoint function."Oncogene. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Yeong, FM et al.: "Identification of a subunit of a novel Kleisin-beta/SMC complex as a potential substrate of protein phosphatase 2A."Current Biology. 13(23). 2058-2064 (2003)
• [文献書誌] 広田 亨: "細胞工学"Auroraキナーゼ:細胞分裂を制御する鍵分子. 12 (2004)
• [文献書誌] Morisaki, T et al.: "WARTS tumor suppressor is phosphorylated by Cdc2/Cyclin B at spindle poles during mitosis"FEBS Lett. 529. 319-324 (2002)
• [文献書誌] Marumoto, T et al.: "Roles of aurora-A kinase in mitotic entry and G2 checkpoint in mammalian cells"Genes Cells. 7(11). 1173-1182 (2002)