M期キナーゼによる分裂装置構成分子の動態制御

2010 年度 実績報告書

• 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: 19057008
• 研究機関: (財)癌研究会
• 研究代表者: 広田 亨 (財)癌研究会, 癌研究所実験病理部, 部長 (50421368)
• キーワード: 細胞分裂 / 染色体 / 紡錘体 / サイクリン依存性キナーゼ / Poloキナーゼ / コンデンシン

研究概要

本研究の目標は、ヒトの細胞において、染色体および紡錘体を構成する分子群がM期キナーゼによってどのよう制御されているのかを明確にすることにある。平成22年度は、分裂期細胞の最大の特徴である染色体の構築が、一連のM期キナーゼの活性によってどのように誘導されるのかを検討した。分裂期の進入は、分裂期サイクリン依存性キナーゼ(Cdk1)の活性化によってもたらされることが古くから知られているものの、Cdk1がどのようにして分裂期に特徴的な細胞内構造の変化を導くのかはほとんど分かっていない。本研究において、われわれは、Cdk1がコンデンシンII複合体のなかのCAP-D3というタンパク質をリン酸化することが、染色体凝縮を開始させるスイッチであることを突き止めた。この特定のリン酸化修飾はCAP-D3のThr1415である。この部位のリン酸化によって、Poloキナーゼ(Plk1)というまた別の分裂期キナーゼを染色体に呼び込み、さらにこのPlklがコンデンシンIIの広範囲のリン酸化を促進して、染色体の凝縮を進めるというメカニズムを見出した。更に、このスイッチが入らない細胞を観察すると、前期における染色体の凝縮が進まないうえに、螺旋状に渦巻いた異常な染色体をつくり出してしまい、ひいては分配の失敗を導いた。これらの結果によって、細胞がどのようにして染色体の形成を促すかについての分子背景が説明できるようになった。加えて、前期における染色体凝縮の重要性を示唆している成果と位置づけられた(Abe et al., 2011)。

研究成果

• [雑誌論文] Differential control of Eg5 dependent centrosome separation by Plk1 and Cdk1. (2010)
  • 著者名/発表者名: Smith, E., Hegarat, N., Vesely, C., Roseboom, I., Streicher, H., Straatman, K., Flynn, H., Skehel, M., Hirota, T., Kuriyama, R., Hochegger, H.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 30 ページ: 130-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] The initial phase of chromosome condensation requires Cdk1-mediated phosphorylation of the CAP-D3 subunit of condensin II. (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe, S., Nagasaka, K., Hirayama, Y., Kozuka-Hata, H., Oyama, M., Aoyagi, Y., Obuse, C., Hirota, T.
  • 雑誌名: Genes and Development 巻: 12 ページ: 719-727
  • 査読あり
• [雑誌論文] CAMP (C13orf8, ZNF828) is a novel regulator of kinetochore-microtubule attachment. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, G., Kanno, S., Uchida, K.S.K, Chiba, S., Sugino, S., Watanabe, K., Mizuno, K., Yasui, A., Hirota, T., Tanaka, K.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 30 ページ: 130-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] A single starfish Aurora performs dual functions of Auroras A and B in human cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe, Y., Okumura, E., Hosoya, T., Hirota, T., Kishimoto, T.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 123 ページ: 3978-3988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human POGZ modulates HP1 dissociation from mitotic chromosome arms through Aurora B activation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, R., Nagao, K., Masuda, H., Iwasaki, O., Hirota, T., Nozaki, N., Kimura, H., Obuse, C.
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 12 ページ: 719-727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement of ATM for Rapid p53 Phosphorylation at Ser46 without Ser/Thr-Gln Sequences. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kodama M, Otsubo C, Hirota T, Yokota J, Enari M, Taya Y.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 30 ページ: 1620-1633
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRF1 mediates mitotic abnormalities induced by Aurora A overexpression. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohishi, T., Hirota, T., Tsuruo, T., Seimiya, H.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 70 ページ: 2041-2052
  • 査読あり
• [雑誌論文] 染色体動態を制御する動原体微小管のダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 広田亨
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 29 ページ: 862-867
• [学会発表] How chromosomes are assembled in mitosis (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirota T.
  • 学会等名: MEXT Priority Research Project "Cell Proliferation Control" International Workshop.
  • 発表場所: JFCR Cancer Institute (Tokyo)
  • 年月日: 2010-11-08
• [図書] 細胞周期フロンティア(広田亨:紡錘体形成チェックポイント) (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐方功幸, ほか編 (執筆分担)
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 共立出版(東京)
• [備考]
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/index.html