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2015 年度 実績報告書

がん染色体動態をもたらす染色体パセンジャー複合体の構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 15H02365
研究機関公益財団法人がん研究会

研究代表者

広田 亨  公益財団法人がん研究会, がん研究所・実験病理部, 部長 (50421368)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード染色体不安定性 / 細胞分裂 / 染色体動態 / 分裂期キナーゼ / 動原体 / セントロメア / がん
研究実績の概要

細胞分裂では染色体を正常に過不足なく分配されることが基本であるが、それには染色体を分ける微小管が正確に結合することが前提である。この仕組みはAurora Bというリン酸化酵素によってなされていることが近年の研究から明らかになっている。本研究では、このAurora Bが適正に働くためにはHP1という補助分子の関与が不可欠であること、即ち、HP1はAurora Bのアロステリックな活性化因子であることを見出した。試験管内での酵素速度論的解析によって、Aurora Bキナーゼの酵素反応効率を示すkcat値はHP1の存在によって約2倍高くなることが判明した。この結果より、細胞内でHP1と結合したAurora B複合体の量が減少するとAurora Bの機能が低下し、微小管の接続エラーが生じて染色体の分配が失敗するようになると示唆された。実際に、正常二倍体細胞においてHP1の結合が起こらないようにして、細胞分裂像を観察したところ、染色体分配異常(細胞分裂異常)が誘導され、本仮説が正しいことが示された。次いで、正常二倍体細胞と異数体となったがん細胞におけるAurora B複合体の状況を検討した。具体的には、正常細胞株と種々のがん細胞株のM期細胞を集めて、Aurora B複合体(HP1α/INCENP)を免疫沈降により精製し、そこに共沈するHP1の量を調べた。その結果、正常二倍体細胞株と比べ、調べ得た全てのがん細胞株でHP1の結合量が著しく減少していることが判明した。つまり、オーロラBに結合するHP1の量が減少していること、そしてその結果、オーロラBの酵素活性が低下していることを見出すことができた。これらの知見に基づいて、「がん細胞ではオーロラB複合体の量的な不均衡を来した結果、オーロラBのはたらきが弱まり染色体の分配異常を誘発している」ことを提唱した(Developmental Cell 36: 489-497, 2016)。

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

研究構想に沿って効率よく研究を進めて論文発表に至ることができた。論文査読の過程で幾つかの本質的な指摘を受けたが、それらに応えることによって、HP1がCPCにどのような役割を持っているかを生化学的に追求することができたことは、今後、構造学的解析を進めていく上で有意義である。

今後の研究の推進方策

研究は計画どおりに推進する。特に、HP1-CPCの相互作用の構造生物学的な解析、細胞の悪性化とHP1-CPCの形成との関連性の解析に力を入れて研究を進める。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Colorado State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Colorado State University
  • [雑誌論文] HP1-assisted Aurora B kinase activity prevents chromosome segregation errors.2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y., Sako, K., Takagaki, K., Hirayama, Y., Uchida, KSK., Herman, J., DeLuca, JG., and Hirota, T.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 36 ページ: 487-497

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2016.02.008.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sister chromatid resolution is an intrinsic part of chromosome organization in prophase.2016

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka, K., Hossain, JM., Roberti, JM., Ellenberg, J., Hirota, T.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 18 ページ: 未定

    • DOI

      10.1038/ncb3353

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phosphoproteomic analysis of human mitotic chromosomes identified a chromokinesin KIF4A.2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, M., Tanaka, K., Wakai, T., Hirota, T.
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 37 ページ: 161-165

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clarifying the role of condensins in shaping chromosomes2015

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka, K. and Hirota, T.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 17 ページ: 711-713

    • DOI

      10.1038/ncb3183

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Esco1 acetylates cohesin via a mechanism different from that of Esco22015

    • 著者名/発表者名
      Minamino, M., Ishibashi, M., Nakato, R., Akiyama, K., Tanaka, H., Kato, Y., Negishi, L., Hirota, T., Sutani, T., Bando, M., Shirahige, K.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 25 ページ: 1694-1706

    • DOI

      10.1016/j.cub.2015.05.017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 染色体不安定性の成因2015

    • 著者名/発表者名
      小西 惇、松高 愛、広田 亨
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 47 ページ: 5-8

  • [学会発表] A system level deficiency of the chromosomal passenger complex in cancer cells2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirota
    • 学会等名
      The 74th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association (JCA)
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2015-10-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An origin of chromosome missegregation in mitosis2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirota
    • 学会等名
      The 27th International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] がん細胞における染色体制御システムの破綻:明かされつつある染色体不安定性の分子背景2015

    • 著者名/発表者名
      広田 亨
    • 学会等名
      新学術領域「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] がんと染色体2015

    • 著者名/発表者名
      広田 亨
    • 学会等名
      第69回日本臨床細胞学会細胞検査士教育セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-08-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic deformation of kinetochores controls mitotic progression2015

    • 著者名/発表者名
      Toru Hirota
    • 学会等名
      EMBO Workshop Dynamic Kinetochore
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-22
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] DNA Replication, Recombination, and Repair2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, KSK., and Hirota, T.
    • 総ページ数
      555
    • 出版者
      Springer
  • [備考] がん研究所実験病理部

    • URL

      http://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/

  • [備考] がん研究会がん研究所

    • URL

      http://www.jfcr.or.jp/laboratory/index.html

  • [産業財産権] HP1の昨日に着目した抗がん剤のスクリーニング方法及び評価系2016

    • 発明者名
      広田 亨、阿部 優介
    • 権利者名
      広田 亨、阿部 優介
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-035505
    • 出願年月日
      2016-02-26

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-08-22  

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