ホスファターゼの新規機能を介した染色体動態制御

• 研究領域: 細胞周期フロンティア-増殖と分化相関
• 研究課題/領域番号: 22019003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 木村 圭志 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50332268)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2011年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2010年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 細胞周期 / ホスファターゼ / PP2A / PP1 / 染色体 / リン酸化 / 脱リン酸化 / コンデンシン / クロマチン / 染色体凝縮

研究概要

細胞分裂期(M期)における遺伝情報の正確な分配は、遺伝情報の維持に必須である。M期にはDNA合成期(S期)に複製した姉妹染色体は互いに対合し、M期で高度に凝縮してM期染色体を形成する。M期染色体は、M期中期に細胞の赤道面に整列したのちに二つの娘細胞に均等に分配される。
M期における、タンパク質のリン酸化と脱リン酸化は、M期における正常な染色体動態に重要な役割を果たしている。前年度の解析でPP2Aが染色体凝縮因子コンデンシンの局在を介した染色体の凝縮・脱凝縮を制御していることを見出した。
本年度は昨年度に引き続き、キナーゼ・ホスファターゼによる染色体の動態制御機構を解析した。その結果、核小体因子NOL11が、M期キナーゼAurora Bのキネトコアへの局在を促進することにより、M期中期における染色体の細胞赤道面上での整列、及び姉妹染色分体間の接着に機能することを見出した。その分子メカニズムとして、1.NOL11がPP1を染色体腕部にリクルートする、2.PP1がAurora Bの結合部位となるヒストンH3のThr3リン酸化(H3T3ph)を脱リン酸化することにより、H3T3phのキネトコアから染色体腕部への拡散を防ぐ、3.その結果、Aurora Bのキネトコア局在が促進される、ことを見出した。さらに、核小体に存在するrRNAが、M期で核小体が崩壊するとM期染色体の周辺に結合し、NOL11、PP1などの核小体因子がM期染色体に結合するための足場として機能することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Novel nucleolar pathway connecting intracellular energy status with p53 activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kumazawa T, Nishimura K, Kuroda T, Ono W, Yamaguchi C, Katagiri N, Tsuchiya M, Masumoto H, Nakajima Y, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa J
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 巻: 286(23) ページ: 20861-20869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical role of the nucleolus in activation of the p53-dependent postmitotic checkpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya M, Katagiri N, Kuroda T, Kishimoto H, Nishimura K, Kumazawa T, Iwasaki N, Kimura K, Yanagisawa J
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 407(2) ページ: 378-382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estrogen regulates tumor growth through a nonclassical pathway that includes the transcription factors ERβand KLF5 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y, Osakabe A, Suzuki T, Kishimoto H, Kuroda T, Fujimura T, Homma Y, Murayama A, Kimura K, Inoue S, Yanagisawa J
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 4(168)
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA content in the nucleolus alters p53 acetylation via MYBBP1A. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T, Murayama, A., Tatagiri, N., Ohta, Y., Fujita, E., Masumoto, H., Ema, M., Takahasi, S., Kimura, K., Yanagisawa, J
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 30 ページ: 1054-1066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estrogen regulates tumor growth through a nonclassical pathway that includes the transcription factor ERα and KLF5. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Y., Akaogi, K., Suzuki, T, Osakabe A., Yamaguchi, C., Sunahara N., Ishida R., Kako K., Ogawa S., Fujimura T., Homma Y., Fukamizu A., Murayama A., Kimura, K., Inoue, S, Yanagisawa, J.
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical role of the nucleolus in activation of the p53-dependent postmitotic checkpoint. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, M., Katagiri, N., Kuroda, T., Kishimoto, H., Nishimura, K., Kumazawa, T., Iwasaki, N., Kimura, K., Yanagisawa, J.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 407 ページ: 378-382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel nucleolar pathway connecting intracellular energy status with p53 activation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kumazawa, T., Nishimura, K., Kuroda, T., Ono, W., Yamaguchi, C., Katagiri, N., Tsuchiya, M., Masumoto, H., Nakajima, Y., Murayama, A., Kimura, K., Yanagisawa J.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 核小体因子NOL11によるAurora Bを介したM期染色体動態制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村圭志
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
  • 発表場所: 仙台ホテルニュー水戸屋
  • 年月日: 2012-02-26
• [学会発表] ホスファターゼの新規機能を介した染色体動態制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村圭志
  • 学会等名: 細胞増殖制御班会議
  • 発表場所: 鳥取大山ロイヤルホテル
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 核小体を介したM期染色体ダイナミクスの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村圭志
  • 学会等名: 遺伝情報場班会議
  • 発表場所: 北海道ルスツリゾート
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] グルコース枯渇時における核小体を介した新規p53活性化機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊沢拓也、西村和帆、黒田貴雄、村山明子、木村圭志、柳澤純
  • 学会等名: 第33回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] A dual function or PP2A to regulate the localization of chromosomal proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K.
  • 学会等名: 第33回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Regulation of condensin by the dual functions of PP2A (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K.
  • 学会等名: MEXT Priority Research Project "Cell Proliferation Control" International Workshop MITOSIS : Cell Proliferation Control
  • 発表場所: 癌研究所(東京)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] PP2Aの新規機能による染色体タンパク質の制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村圭志
  • 学会等名: 癌研究所セミナー
  • 発表場所: 癌研究所(東京)
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] The localization of condensin II is regulated by a non-catalytic action of PP2A. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, A., Maeshima, K., Ikehara, T., Hanaoka, F., Yanagisawa, J., Kimura, K.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Symposium
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2010-06-04
• [図書] 細胞工学Vol.30, No.6 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹本愛、木村圭志
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 秀潤社