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本研究では、分裂期染色体の物性に着目し、その形状や可塑性がどのように染色体分配に最適化されているのかを明らかにすることを目的とする。分裂期の染色体は、凝縮して個別化される一方、染色体分配の過程で大きく形を変えるが、その基盤となる物性や、染色体分配への寄与については不明な点が多い。本研究では、特定の染色体の末端を可視化し、染色体の形状変化をリアルタイムで観察することにより、この点を明らかにする。2021年度には、1番染色体短腕を可視化したRPE-1細胞、2番染色体の両腕を可視化したU2OS細胞を樹立し、細胞分裂期の染色体運動に伴う染色体の形状を観察した。これを踏まえ、2022年度には以下のような成果が得られた。
1. 分裂期における染色体の形状変化の解析 正常ヒト網膜色素上皮細胞株RPE-1とラットカンガルー細胞PtK1において、紡錘体の双極性の維持に必要なEg5を阻害することによって形成される単極紡錘体上での染色体の反復運動（オシレーション）に伴う染色体の形状変化を観察した。その結果、キネトコアと微小管の結合状態の違いによって、染色体の可塑性に違いが見られることが示唆された。
2. 染色体の大きさの違いによる紡錘体上での動態の解析 1番染色体を可視化したRPE-1細胞において、分裂期進行における1番染色体の紡錘体上での位置を観察した。その結果、1番染色体は高い確率で紡錘体の外側に位置することがわかった。またPtK1細胞で分裂期進行における染色体の紡錘体上での動態を観察したところ、大きい染色体が紡錘体の外側に留まるのに対して、小さい染色体は紡錘体の内側に入りやすい傾向が見られ、染色体の大きさによって紡錘体上での動態に違いが見られることが示唆された。
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