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の理解には、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、ゲノムモダリティ領域の発展に貢献できる。
動原体は、細胞分裂期に染色体上に形成され、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、細胞内での動原体と再構成複合体の違いに注目し、どのような要件が揃うと、細胞内で機能的な動原体となるのかを明らかにすることを目的とした。特に2023年度は、動原体を構成するCENP-Aヌクレオソームや他の動原体因子と結合する動原体タンパク質CENP-Cに注目して研究を行った。CENP-AヌクレオソームとCENP-Cの結合あるいは、CENP-Cと微小管結合複合体であるKMNとの結合がCENP-C機能に重要と、これまで考えられてきたが、それらの結合を失った細胞でも動原体は形成でき、染色体分配に顕著な異常は起きなかった。一方でCENP-CのC末端領域がおよび、CENP-L/N結合領域の2つがCENP-C機能に必須であることを明らかにできた。さらにCENP-CのC末端領域は多量体化に寄与し、この多量体化がおこるとCENP-CとCENP-L/Nの結合が増強することが判明した。これまでの再構成複合体では、各構成因子が1コピーずつ入っているが、細胞内ではこれがさらに重合して機能すると予想され、その重合にCENP-Cが関与していることが示唆された。細胞内での実際の構造を可視化することが今後重要と思われる。
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)
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https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1063
https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/news/detail/782
