線虫の非対称分裂時におけるAPCを介した極性制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号	20770165
研究種目	若手研究(B)
配分区分	補助金
研究分野	細胞生物学
研究機関	独立行政法人理化学研究所
研究代表者	水本公大理研, 研究員 (30455365)
研究期間 (年度)	2008 – 2009
研究課題ステータス	完了 (2009年度)
配分額 *注記	2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円) 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円) 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード	非対称分裂 / 線虫 / βカテニン / NLK
研究概要	線虫βカテニンホモログの一つWRM-1の娘細胞間に置ける非対称な核局在機構の解明のために、WRM-1の局在に必要な領域を同定した。その結果、N末端領域がWRM-1の非対称な各局在に必須であり、WRM-1結合型のMAPKであるLIT-1によるWRM-1N末端領域のリン酸化が重要である事を見いだした。リン酸化されないWRM-1は両方の娘核に対称に局在するようになり、結果として娘細胞間の運命も対象になる事を見いだした。LIT-1は分裂中の細胞においては細胞表層にも非対称に局在している。細胞表層のLIT-1の非対称性を人為的に対称に変化させたとき、細胞表層におけるAPR-1(APC)の非対称な局在が失われ、さらには娘核間におけるWRM-1の非対称な局在も失われた。この結果は細胞表層に局在するLIT-1がWRM-1の非対称な核局在を制御しており、さらにこの過程に細胞表層のAPR-1が関与している事を示唆している。次に細胞表層に局在するLIT-1による核のWRM-1の局在制御機構について、細胞分裂終期に細胞表層と核を結びつける構造である微小管に注目した。wrm-1変異体では多くの細胞の非対称分裂に異常が見られ、対称分裂となってしまう。しかし、微小管構成因子であるβtubulinの変異体との二重変異体においてはwrm-1の表現型が僅かに抑制された。以上の発見はWRM-1の非対称な核局在の分子機構を明らかにした初めての研究であり、細胞表層のLIT-1によるWRM-1のリン酸化によって表層の極性情報が娘核間の非対称性へと変換される過程の理解を深めたと言える。LIT-1ホモログであるNemo-like kinaseは多くの生物においてもWnt/βカテニン経路に関与している事から、本研究から得られた知見はほ乳類におけるβカテニンの制御機構、あるいは非対称分裂機構の解明に寄与すると期待される。