動物細胞の細胞分裂機構に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 60065005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 酒井 彦一 東京大学, 理学部, 教授 (80011477)
• 研究分担者: 遠藤 幸子 東京大学, 理学部, 教務職員 ; 前川 昌平 東京大学, 理学部, 助手 (40173695) ; 西田 栄介 東京大学, 理学部, 助手 (60143369) ; 室伏 擴 東京大学, 理学部, 助教授 (70101128)
• キーワード: 増殖因子 / 増殖シグナル伝達 / プロテインキナーゼ / MAP2キナーゼ / 中心体 / 微小管 / 分裂装置 / 分裂シグナル

研究概要

細胞増殖のシグナル伝達機構:培養細胞の増殖刺激に伴う高分子量微小管結合蛋白質(MAPs〓)のリン酸化と、リン酸化酵素(MAPー2キナーゼ)の活性化を証明し、そのキナーゼを同定することに成功した。このキナーゼはヒストンやカゼインは基質とせず、MAPー2とミエリン塩基性蛋白質のみを特異的にリン酸化する新たなキナーゼである。また、ある種の培養細胞では微小管の脱重合が増殖のシグナルとなることを直接的に証明した。これらは、増殖シグナル伝達のリン酸化カスケードにMAPー2キナーゼがその一員として含まれることを強く示唆するとともに、シグナル伝達機構への微小管細胞骨格の関与を証明し、増殖シグナル伝達の解明に新たな視点を提起した。
分裂装置の形成機構:中心体を構成する主要蛋白質ー51ーkD蛋白質ーを同定し、その星状体形成能を明らかにした。等電点9.8の塩基性蛋白質でGTP結合能を有し、一種のG蛋白質であることが証明された。さらに、GTP結合型51ーkD蛋白質とGDP結合型51ーkD蛋白質の相互変換を証明し、GTP型51ーkD蛋白質が微小管形成のシグナル蛋白質となることを明らかにした。これは、分裂装置の形成機構に全く新たな展開をもたらした。即ち、中心体の微小管形成能がGTP【double half arrows】GDP型51ーkD蛋白質の変換によって支配されることを直接的に証明すること
分裂シグナルの伝達機構:分裂シグナルの伝達に深く関わる輸送モーター(キネシン)の精製と酵素的性質を明らかにし、分裂収縮環の形成に伴い膜直下に集積する260K蛋白質を同定精製し、その作用を解析した。さらに、分裂装置から細胞表層に伝達される分裂シグナルが、細胞膜貫通糖蛋白質を微小管依存的に収縮環の前駆体構造として予定分裂面の細胞膜に集合させることを証明した。

研究成果

• [文献書誌] Miyata,Y.,Nishida,E.,Koyasu,S.,Yahara,I.& Sakai,H.: "Protein kinase C-dependent and -independent pathways in the growth factor-induced cytoskeletal reorganization." J.Biol.Chem.264. 15565-15568 (1989)
• [文献書誌] Hoshi,M.,Nishida,E.& Sakai,H.: "Characterizaation of a mitogen-activated,Ca^<2+>-sensitive microtubuleーassociated protein-2 kinase." Eur.J.Biochem.184. 477-486 (1989)
• [文献書誌] Hoshi,M.,Nishida,E.,Matsumoto,S.,Akiyama,T.,Kawakami,M.,Yahara,I.& Sakai,H.: "Glucose and nitrogen rapidly activate a Ca^<2+>-inhibitable,serine/threonine kinase activity toward microtubuleーassociated protein 2 in Saccharomyces cerevisiae." FEBS Lett.258. 67-70 (1989)
• [文献書誌] Shinohara,Y.,Nishida,E.& Sakai,H.: "Initiation of DNA synthesis by microtubule disruption in quiescent rat 3Y1 cells." Eur.J.Biochem.183. 275-280 (1989)
• [文献書誌] Shioda,M.,Murofushi,H.,Murakami-Murofushi,K.& Sakai,H.: "Microtubule-associated protein-2 stimulates DNA synthesis catalyzed by the nuclear matrix." Biochem.Biophys.Res.Commun.159. 834-841 (1989)
• [文献書誌] Hamaguchi,Y.,Iwasa,F.,Toriyama,M.& Sakai,H.: "A comparative study of the distribution of fluorescently labeled calmodulin and tubulin in the meiotic apparatus of the mouse oocyte." Cell Struct.Funct.14. 241-248 (1989)
• [文献書誌] Okuhara,K.,Murofushi,H&Sakai,H.: "Binding of kinesin to stress fibers in fibroblasts under condition of microtubule depolymerization." Cell Motil.Cytoskel.12. 71-77 (1989)
• [文献書誌] Yoshigaki,T.,Maekawa,S.,Endo,S.& Sakai,H.: "Localization of a high-molecular-weight actin binding protein in the sea urchin egg from fertilization through cleavage." Cell Struct.Funct.14. 363-374 (1989)