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2018 年度 実績報告書

超微小空間における中心小体構造の自己組織化原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06168
研究機関東京大学

研究代表者

北川 大樹  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (80605725)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード中心体 / 中心小体 / 細胞分裂 / 細胞生物学
研究実績の概要

細胞分裂に伴い、遺伝情報を運ぶ染色体(DNA)が複製されて倍加し、娘細胞に均等に分配されることはよく知られています。このときに染色体を 2 方向に引っ張っているのが、微小管とよばれる繊維状の構造体であり、この微小管形成の中心として働くのが中心体です。この中心体の数や機能に異常が生じると、染色体を適切に分配できず、ゲノム不安定化に起因する癌などの疾患に繋がることが知られています。中心体の構造はその核として機能する2つの母・娘中心小体とそれを取り囲む中心体マトリクス(PCM)から構成されています。細胞分裂前に母中心小体から娘中心小体が複製されますが、形成されたばかりの娘中心小体は細胞分裂の間、母中心小体に近接して存在します。しかしながら、細胞分裂時における母・娘中心小体ペアの結合メカニズムについては未知な部分が多く残っていました。本研究では、母・娘中心小体間の結合とゲノム安定性維持に必須な中心体因子複合体(Cep57-PCNT複合体)を発見しました。Cep57、PCNTはそれぞれ多彩異数性モザイク(MVA)症候群とMOPDⅡと呼ばれる難病の原因遺伝子として知られていましたが、その発症メカニズムは長らく不明なままでした。Cep57-PCNT複合体に異常が生じると、分裂期前期に母・娘中心小体が早期に分離してしまい、適切な紡錘体が形成されないために、染色体分配異常が高頻度に誘発されることを明らかにしました。さらに、両疾患の患者由来の細胞や遺伝子変異体を用いた詳細な解析から、母・娘中心小体間の結合異常が両疾患の発症原因であることを明らかにしました。本研究成果は、MVA症候群および、MOPDⅡの予防や治療のみならず、中心体の異常に起因する様々な病気の原因解明に役立つことが期待されます。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] The Cep57-pericentrin module organizes PCM expansion and centriole engagement.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Takao D, Ito KK, Takahashi M, Kitagawa D.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 931

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-08862-2.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Basic principles and a theory of centriole duplication2019

    • 著者名/発表者名
      北川大樹
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 中心小体複製の基本原理とその理論化2018

    • 著者名/発表者名
      北川大樹
    • 学会等名
      高遠シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] lncRNAs that regulate mitotic spindle formation and chromosome segregation2018

    • 著者名/発表者名
      Daiju Kitagawa
    • 学会等名
      Australia-Japan RNA meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-organization of Plk4 regulates symmetry breaking in centriole duplication.2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Yamamoto and Daiju Kitagawa
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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