| 研究領域 | シリア・中心体系による生体情報フローの制御 |
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| 研究課題/領域番号 |
24113003
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 国立遺伝学研究所 |
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研究代表者 |
北川 大樹 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 特任准教授 (80605725)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 中心小体 / 中心体 / 細胞分裂 / 微小管形成中心 / 染色体不安定化 |
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| 研究概要 |
動物細胞において進化上保存された細胞小器官である中心小体は、微小管形成中心として機能し、分裂機紡錘体の形成、適切な染色体分配に重要な細胞内構造体である。近年、機能ゲノミクスやプロテオミクスを用いた網羅的解析により中心小体を構成する因子群の同定は進みつつある。しかし、これらがどのように細胞内で有機的に、そして時空間的に相互作用する事で中心小体が段階的に構築されていくかは不明な点が多い。本研究では、ヒト培養細胞における中心小体構築制御の分子機構の解析を行い、以下の成果を挙げた。
1. 中心小体プロテオーム、ヒト培養細胞における機能ゲノミクス解析を組み合わせ、中心小体複製を制御する新規因子 RBM14 (RNA-Binding Motif protein 14)の同定に成功した。この分子の発現抑制により、中心小体の過剰複製が誘発されることを見出したが、驚くべき事にこれらの構造体は細胞質中にてde novo合成されることを明らかにした。これらの結果は、中心小体de novo合成による染色体不安定化が細胞がん化の原因となる可能性を提示している（論文投稿中）。
2. ヒト中心小体構成因子群のインタラクトーム解析、フェノーム解析から中心小体複製に必須の新規因子STIL/MCPH7を同定し、特に初期過程、カートホイール構造構築において重要であることを見出した。さらに、同様に初期過程に必須である因子Plk4、HsSAS-6とSTILが物理的に相互作用することでカートホイール構造形成を制御する結果を得、現在詳細な分子機構を検討中である（論文投稿中）。
また、これまでに遂行されたスクリーニングを通じて、中心小体in vitro再構成に必要であることが予想される因子群の選定が完了し、精製タンパク質を出発材料としたin vitro再構成系による中心小体構築の分子モデリングの基盤を整える事ができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
中心小体複製初期過程に介在する因子群Plk4/STIL/HsSAS-6の機能解析を進めると同時に、相互作用メカニズムの全体像を明らかにし、現在リン酸化修飾による制御を含めた詳細な分子機構の解析を進めている。これらの結果の一部は既に論文投稿済みであり、残りの部分も論文投稿可能な段階まで進んでいる。また、ヒト培養細胞における機能ゲノミクスを用いたスクリーニングの段階はほぼ終了しており、現在は同定した中心小体複製に関与する新規因子群の機能解析を精力的に進めている。特に、中心小体複製ライセンス化制御の分子機構に関しては、中心小体過剰複製を抑制する新規因子の同定に成功しており、現在その詳細なメカニズムを検証している段階である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、２４年度に同定した中心小体複製開始を制御する因子群のインタラクトーム、カスケード解析を完了すると同時に、中心小体複製の初期過程、特に基底部分を形成するカートホイール構造のin vitro再構成実験に焦点をあてる。カートホイール構造形成に重要である因子群、分子機構の解析は進展しており、リコンビナントタンパク質精製の条件検討はすでに済んでいる。今後、生理的条件を模倣した様々な条件下で構成因子群をin vitroで結合させ、高解像度の原子間力顕微鏡観察及び生物物理学的手法を用いて形成されたタンパク質複合体の構造、結合定数の測定などを行い、カートホイール構造構築の分子機構を定量的に理解する。
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