HeLa細胞分裂期における微小管再構築のcdc2キナーゼによる制御

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05152048
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 久永 眞市 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (20181092)
• キーワード: HeLa細胞 / 細胞分裂 / がん / cdc2キナーゼ / サイクリン / 微小管 / リン酸化

研究概要

cdc2キナーゼ(p34^<cdc2>とサイクリンBの複合体)は分裂中期促進因子(MPF)の本体で、M期に活性化されるセリン/スレオニンキナーゼ活性をもつ。cdc2キナーゼはM期に際して、染色体凝縮、核膜崩壊、分裂装置の形成など様々なM期の事象を引起す。本研究では微小管との関連に注目し、HeLa細胞を用いて(1)cdc2キナーゼが紡錘体に集積する仕組みと(2)cdc2キナーゼによる微小管ダイナミクスの制御機構について研究を行った。その結果(1)については、cdc2キナーゼはHeLa細胞の主要な微小管結合蛋白質であるMAP4のPro-rich部位を介して微小管と結合していること、そして、その結合はサイクリンBが担っていること等がin vitroの共沈実験及びGST-サイクリンBを用いた実験から示された。この結果は抗MAP4,抗サイクリンB抗体を用いた培養細胞の蛍光染色から、in vivoでも確認された。cdc2キナーゼは微小管脱重合試薬であるノコダゾールによる処理や、界面活性剤処理に対してMAP4と同じ挙動を示した。(2)については、cdc2キナーゼはMAP4をリン酸化できること、リン酸化されたMAP4は微小管安定化能が低下しており、それは微小管の脱重合相を重合相へと変換させるrescue頻度の減少によるものであることが示された。
cdc2キナーゼと微小管との結合様式が明らかにされたこと、及び、MAP4の微小管ダイナミクスにおける役割や、リン酸化の影響についての結果も初めてのものである。しかし、in vivoでのリン酸化についてはまだ明かでない点も残されており、今後はin vivoでの役割に留意して研究を進めていきたいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Ookata,K.: "Association of p34^<cdc2>/cyclin B complex with microtubules in starfish oocytes." J.Cell Sci.105. 873-881 (1993)
• [文献書誌] Ando,S.: "Phosphorylation of synthetic vimentin peptides by cdc2 kinase." Biochem.Biophyc.Res.Commun.195. 837-843 (1993)
• [文献書誌] Ohta,K.: "Microtubule nucleating activity of centrosomes in cell-free extracts from Xenopus eggs:" J.Cell Sci.104. 125-137 (1993)
• [文献書誌] Hisanaga,S.: "Dephosphorylation of microtubule-binding sites at the neurofilament-H tail domain by alkaline,acid,and protein phosphatases." J.Biochem.113. 705-709 (1993)
• [文献書誌] Hisanaga,S.: "Tau protein kinase II has a similar characteristic to cdc2 kinase for phosphorylating neurofilament proteins." J.Biolog.Chem.268. 15056-15060 (1993)
• [文献書誌] Hisanaga,S.: "Phosphorylation of native and reassembled neurofilaments composed of NF-L,NF-M,and NF-H by the catalytic subunit of cAMP-dependent protein kinase." Mol.Biol.Cell. 5(in press.). (1994)