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新規微小管形成中心タンパク質による減数分裂期染色体分配制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J04304
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 細胞生物学
研究機関東京大学

研究代表者

山本 昌平  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード細胞生物学 / 中心体 / 中心小体 / 紡錘体 / 微小管形成中心 / 細胞周期 / 染色体分配 / 減数分裂
研究実績の概要

減数分裂期における紡錘体形成の異常は不妊やダウン症などの先天性疾患の原因となりうることが知られているが、未だ原因は解明されていない。本研究は減数分裂期において紡錘体形成を制御する因子の探索を試みてきた。そこで卵母細胞における紡錘体形成に機能していることが報告されているPlk4の機能と特性の解明に焦点を当てた。昨年度の解析により、Plk4が自己集合する特性を持つことが明らかになっていた。今年度はさらにPlk4の自己集合特性と機能の解明を試みた。その中で、Plk4は自己集合により液滴状の構造体をつくる特性を持つことがわかった。Plk4集合体は互いに融合し、動的な代謝回転を示した。またPlk4の不活性化変異体や非自己リン酸化型変異体を観察すると、野生型とは異なり固いゲル状の自己集合体を形成することが明らかになった。これらの結果は細胞内と試験管内の両方で観察されたことから、Plk4は自己リン酸化によって自己集合体の物性を変える自己組織化特性を持つと結論づけた。さらにPlk4の物性の変化が微小管形成中心の一つである中心体の形成に影響を与えるかどうかを調べた。その結果、Plk4の物性が固い凝集体になるほど中心体の数が過剰に増加し、紡錘体の形成に異常が生じることがわかった。これらの結果から、Plk4の自己集合体の物性は適切な紡錘体形成のために制御される必要があることが明らかになった。これらの成果は論文としてまとめ、掲載受理された。現在は減数分裂期の紡錘体形成にPlk4の物性が影響するかどうかを引き続き調べている。特に卵母細胞では個体の年齢に伴い細胞質の老化が進み、染色体分配エラーの頻度が上昇することが知られている。Plk4自己集合体の物性も卵母細胞の老化に伴って変化する可能性があるため、細胞老化とPlk4の物性の関係、そして紡錘体形成への影響について解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Self-organization of Plk4 regulates symmetry breaking in centriole duplication2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S and Kitagawa D
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1810-1810

    • DOI

      10.1038/s41467-019-09847-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The dynamic self-patterning of Plk4 regulates centriole duplication2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S and Kitagawa D
    • 学会等名
      第70回 日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Self-organization of Plk4 regulates symmetry breaking in centriole duplication2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S and Kitagawa D
    • 学会等名
      第30回 高遠・分子細胞生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Plk4の自己組織化による対称性の崩れが中心小体複製起点を定める2018

    • 著者名/発表者名
      北川大樹、山本昌平
    • 学会等名
      第41回 日本分子細胞生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 自己リン酸化制御によるPlk4の重合-脱重合が 中心小体複製に重要である2017

    • 著者名/発表者名
      山本昌平、北川大樹
    • 学会等名
      細胞を創る研究会10.0
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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