微小管結合タンパクOrbitによる細胞分裂および細胞分化の制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14033224
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 井上 喜博 京都工芸繊維大学, ショウジョウバエ遺伝資源センター, 講師 (90201938)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 雅敏 京都工芸繊維大学, ショウジョウバエ遺伝資源センター, 教授 (10142001)
• Keywords: ショウジョウバエ / 微小管 / 細胞質分裂 / Orbit / アニリン / 卵母細胞

Research Abstract

微小管結合タンパクをコードするorbit遺伝子が欠損した突然変異体において、雄の減数分裂細胞を観察したところ細胞質分裂の欠損をみいだした。正常では、細胞質分裂の開始前に微小管モーターPavがセントラルスピンドルの上を移動して細胞中央部に集積するが、変異体細胞ではセントラルスピンドルの形成がなくPavの集積も阻害されていた。さらに収縮環形成に先立ち細胞中央部の細胞膜裏打ち構造に集まるAnillinも正しく集合できていなかった。これらの異常がorbit突然変異体において収縮環形成の欠損につながると推測される。Orbitは、卵巣の生殖幹細胞およびシストサイトの分裂期から間期にかけて、中心体、スピンドル微小管、生殖細胞系列に特異的な細胞骨格であるfusome、ring canalへとダイナミックに局在を変化させた。生殖幹細胞の分裂では、2極性スピンドルの一方の中心体だけがfusomeに結合するため非対称な分裂がおこなわれ、シスト内の極性も確立される。同様にシストサイトの分裂方向も規定される。mutantでは2極性スピンドルの形成とともにそれとfusomeとの結合も損なわれていた。このため生殖幹細胞のリニューアルも阻害される。また正常では、分裂溝の収縮が途中で停止し、細胞膜の裏打ち構造が形成されて安定したring canal構造ができるが、mutantでは裏打ち構造(内壁)ができないため架橋がっまっていた。この結果は、Orbitが細胞膜の裏打ち構造をつくるアクチン系細胞骨格の重合にも関与することを示唆する。卵母細胞の分化に必須なタンパクは周囲の哺育細胞で合成されring canalを通って卵母細胞へ運搬されるので、この架橋構造が異常なorbit mutantでは卵母細胞の分化が阻害されていた。

Research Products

• [Publications] Mathe, E., Inoue, Y.H.: "Orbit/Mast, the CLASP orthologue of Drosophila, is required for asymmetric stem cell and cystocyte divisions and development of the polarised microtubule network that interconnects oocyte and nurse cells during oogenesis."Development. 130. 901-915 (2003)
• [Publications] Takata, K, Inoue, Y.H., Hirose, F., Murakami, S., Shimanouchi, S., et al.: "Spatio-temporal expression of Drosophila mitochondrial transcription factor A during development."Cell Biology International. 27. 361-374 (2003)
• [Publications] Yamaguchi, M., Hirose, F., Inoue, Y.H., Ohno, K., Yoshida, H., et al.: "Genetic Link between p53 and Genes Required for Formation of the Zonula Adeherens Junction."Cancer Sci.. (in press). (2004)
• [Publications] Ogura, K., Yamamoto, M.T.: "A mariner-like element with a 5' lesion in Drosophila simulans."Genetica. 119. 229-235 (2003)
• [Publications] Matsubayashi, H., Yamamoto, M.T.: "REC, a new member of the MCM-related protein family, is required for meiotic recombination in Drosophila"Genes & Genet.Systems. 78. 363-371 (2003)
• [Publications] Ohsako, T., Hiraik, K., Yamamoto, M.T.: "The Drosophila misfire gene has an essential role in sperm activation during fertilization."Genes & Genet.Systems. 78. 253-266 (2003)