公募研究
学術変革領域研究(A)
動原体は、染色体分配において必須な構造体である。動原体の形成には、セントロメアDNAが動原体タンパク質によって制御される独自の様式、すなわちセントロメアモダリティが必要である。セントロメアモダリティを理解するために、試験管内で動原体複合体を再構成して解析するだけでは不十分であり、動原体のダイナミックにな構造変化をとらえる必要がある。本研究では、動原体複合体がどのような構造変化をおこすかを明確にして、構造変化のメカニズムを構造生物学・生化学的に解明する。さらに、その変化の細胞内での意義についても明らかにする。これらの結果は、セントロメアモダリティの理解につながり、領域の発展に貢献できる。
動原体は、細胞分裂期に両極から伸びてきた紡錘体微小管と結合し、染色体分配において必須の働きを担う構造体である。動原体は、ゲノム上のセントロメアと呼ばれる領域に形成されるが、動原体が形成されるためには、セントロメアDNAが動原体タンパク質によって制御される独自の様式、すなわちセントロメアモダリティが必要である。セントロメアモダリティの理解のために、試験管内での動原体複合体を再構成することは非常に有効な方法であるが、単純な再構成と生化学的解析だけでは、不十分である。本研究では、細胞内でおこる動原体複合体の構造変化を明確にし、その構造変化のメカニズムを構造生物学・生化学的に明らかにすることを目的とした。さらに、その変化の細胞内での意義についても明らかにすることを目指した。特に2022年度は、動原体を構成するCENP-Aヌクレオソームに結合する動原体タンパク質の変化に注目して研究を行った。CENP-AヌクレオソームにはCENP-Cタンパク質が結合すると、これまで考えられてきたが、CENP-Cがリン酸化されるM期でのみCENP-AヌクレオソームとCENP-Cが結合し、間期では結合していないことが明らかになった。解析を続けた結果、KNL2というタンパク質が、CENP-Cに変わり、間期CENP-Aヌクレオソームと結合することが明らかになり、その構造をクライオEMで明らかにした。結合の詳細を明らかにし、この結合がなくなる変異体ニワトリ細胞を作成した結果、CENP-Aが不安定化して、染色体分配異常が起こることも明らかになった。さらに、M期では、KNL2がCENP-Aから離れる構造変化も明らかなった。これらの研究を通して、動原体構造変化の重要性が理解できた。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2023 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 備考 (2件)
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