Chromosome 4D structure in cells acquiring chromosomal instability

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Chromosome Orchestration System
• Project/Area Number: 15H05977
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: Hirota Toru 公益財団法人がん研究会, がん研究所 実験病理部, 部長 (50421368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 浩二郎 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (40360276)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 染色体不安定性 / 染色体分配 / 染色体ストレス / 細胞分裂 / M期進行 / セントロメア / 動原体 / がん

Outline of Final Research Achievements

Aneuploidy is a widespread feature of malignancies which is caused by persistent chromosome segregation defects in mitosis through a mechanism called chromosomal instability, or CIN. The goal of this study is to elucidate the alterations of chromosome orchestration system overtime underlying CIN. In cells recapitulating malignant transformation, we found that the structure of centromeres and the coordination of mitotic progression with chromosome dynamics on chromosomal platform are impaired, and thus cells continually undergo chromosome missegregation. Remarkably we found that cancer stem cells reveal high levels of CIN, implying its pathological relevance that these cells evolved resistance to chromosomal stress caused by aneuploidy.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究領域で掲げた染色体オーケストレーションシステム、即ち、複数の機能が統合された染色体プラットフォームは、細胞周期制御及び染色体不安定性の獲得過程の研究に新たな枠組みを提供した。本研究で、染色体という構造体のうえで起こる生化学反応を捉えたことで初めて明らかになったM期制御機構と病理機構との関連は、この概念の重要性を示す。今後、発生や分化過程を含むあらゆる生命現象について染色体オーケストレーションシステムの視点から捉えることで、それぞれの理解が深まることが展望される。