ゲノム伝達の中核にある染色体動原体の方向性を決める分子機構

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21000010
• 研究種目: 特別推進研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邊 嘉典 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (20212326)
• キーワード: 遺伝学 / ゲノム

研究概要

細胞の染色体は遺伝情報を担うことで知られている。体細胞の染色体分配のときに、複製された染色体のコピーが2つの娘細胞へ均等に分配されるためには、染色体の中心部分にある動原体が反対方向からのスピンドル微小管によって捕らえられることが重要である。オーロラキナーゼ複合体は動原体の商のセントロメアという場所に局在し、微小管と動原体の結合部位をリン酸化することにより、間違った結合を修正する働きがある。このように、セントロメアは染色体が正しく分配されるために必須の機能を果たしている染色体上の場所として古くから知られていたが、その形成機構は今まで分かっていなかった。今回の研究により、セントロメアは染色体上に広く存在するヒストン複合体のリン酸化によって決まることが明らかになった。すなわち、オーロラキナーゼ複合体が、シュゴシンというタンパク質と協調して、ヒストン複合体の構成因子であるH2AとH3の特異的なアミノ酸のリン酸化を直接認識してセントロメアに局在することを突き止めた。また、この2つのピストンのリン酸化は、動原体に局在するBub1キナーゼと、染色体ペアの接着部位に局在するHaspinキナーゼによって担われており、これらのリン酸化が空間的に交わった部位にセントロメアが形成されることを意味する。また、分裂期特異的にオーロラキナーゼ複合体がCDK1キナーゼにリン酸化されることによりシュゴシンと結合できることも示した。酵母とヒトの細胞の解析から、これらの機構は保存された機構であることを証明した。本研究は、染色体のセントロメアという場が時空間的にどのように規定されるかという生物学の根本的な問題を解いた(Science 2010.Nature 2010)。

研究成果

• [雑誌論文] Repositioning of Aurora B promoted by chiasmata ensures sister chromatid mono-orientation at meiosis I (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakuno, T., Tanaka, K., Hauf, S., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Dev. Cell 巻: 21 ページ: 534-545
  • DOI: doi:10.1016/j.devcel.2011.08.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Condensin association with histone H2A shapes mitotic chromosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tada, K., Susumu, H., Sakuno, T., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Nature (article) 巻: 474 ページ: 477-483
  • DOI: doi:10.1038/nature10179
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new meiosis-specific cohesin complex implicated in the cohesin code for homologous pairing (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, K., Kim, J., Fujiyama-Nakamura, S., Kato, S., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: EMBO rep. 巻: 12 ページ: 267-275
  • DOI: 10.1038/embor.2011.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acetylation regulates monopolar attachment at multiple levels during meiosis I in fission yeast (2011)
  • 著者名/発表者名: Kagami, A., Sakuno, T., Yamagishi, Y., Ishiguro, T., Tsukahara, T., Shirahige, K., Tanaka, K., Watanabe, Y.
  • 雑誌名: EMBO rep. 巻: 12 ページ: 1189-1195
  • DOI: 10.1038/embor.2011.188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two histone marks establish the inner centromere and chromosome bi-orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, Y., Honda, T., Tanno, Y., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Science 巻: 330 ページ: 239-243
  • DOI: doi:10.1126/science.1194498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of the CPC by Cdk1 promotes chromosome bi-orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara, T., Tanno, Y., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Nature 巻: 467 ページ: 719-723
  • DOI: doi:10.1038/nature09390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of mammalian Sgo2 by Aurora B recruits PP2A and MCAK to centromeres (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanno Y., Kitajima T.S., Honda, T., Ando Y., Ishiguro K., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Genes Dev 巻: 24 ページ: 2169-2179
  • DOI: doi:10.1101/gad.1945310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shugoshin-PP2A counteracts Casein Kinase 1-dependent cleavage of Rec8 by separase (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro, T., Tanaka, K., Sakuno, T., & Watanabe, Y
  • 雑誌名: Nature Cell Biol 巻: 12 ページ: 500-506
  • DOI: doi:10.1038/ncb2052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-related meiotic segregation errors in Mammalian oocytes are preceded by depletion of cohesin and Sgo2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Lister L.M., Kouznetsova A., Hyslop L.A., Kalleas D., Pace S.L., Barel J.C., Nathan A., Floros V., Adelfalk C., Watanabe Y., Jessberger R., Kirkwood T.B., Hoog C., Herbert M.
  • 雑誌名: Curr Biol. 巻: 20 ページ: 1511-1521
  • DOI: 10.1016/j.cub.2010.08.023
  • 査読あり
• [学会発表] Aurora B distribution coordinates chromosome segregation with cell cycle progression (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊嘉典
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Aurora B-dependent condensin association with histone H2A shapes mitotic chromosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: Sixth international Fission Yeast Meeting
  • 発表場所: Boston, U.S.A.(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-27
• [学会発表] Spatiotemporal regulation of chromosome architecture by Aurora B (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: The 6th UK-Japan Cell Cycle Workshop
  • 発表場所: Windermere, U.K.(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-12
• [学会発表] Chromosome orientation determined by Aurora B locating at the inner centromere (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邊嘉典
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Shugoshin impacting on eukaryotic chromosome segregation (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: Integrated aspects of molecular cell biology
  • 発表場所: Lion, France(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Interplay of kinetochore geometry and tension determines chromosome orientation during mitosis and meiosis (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference
  • 発表場所: Arizona, U.S.A.(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] Interplay of kinetochore geometry and tension determines chromosome orientation during meiosis (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Meiosis
  • 発表場所: New Hampshire, U.S.A.(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Phosphorylation of H3 and H2A establishes the inner centromere and chromosome bi-orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y.
  • 学会等名: The LXXV Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology Nuclear Organization & Function
  • 発表場所: New York, U.S.A.(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-07
• [図書] シュゴシンのもつ2つの分子機能,細胞周期フロンティア (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田貴史、渡邊嘉典
  • 総ページ数: 252ページうち6ページ
  • 出版者: 共立出版