Dynamism of nuclear morphology and exploration for the co-ordination of the nuclear shape and its physiological function

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19079
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Inoue Yoshiharu 京都大学, 農学研究科, 教授 (70203263)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: メチルグリオキサール / 酵母 / 核分裂 / スピンドル極体 / Kar9 / DNA損傷チェックポイント

Outline of Final Research Achievements

Yeast spindle pole bodies (SPBs) are replicated during the G1/S phase transition, and asymmetric localization of Kar9 to old SPBs specifies the orientation of SPBs. In this study, we show that methylglyoxal (MG), a metabolite derived from the glycolytic system, disrupts the asymmetric localization of Kar9 and affects the proper orientation of SPBs. MG activates the DNA damage checkpoint pathway and disrupts asymmetric localization of Kar9 in a Mec1-dependent manner. The DNA-alkylating agent, methyl methanesulfonate, also inhibited asymmetric localization of Kar9. These results suggest that activation of the DNA damage checkpoint pathway disrupts the asymmetric localization of Kar9, which is required for proper SPB positioning.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞周期を通して核膜が消失しないclosed mitosisを行う酵母では、核分裂は核というオルガネラを母細胞から娘細胞へ分配するプロセスであると捉えることができる。核は球形をしているが、核分配の際には成長軸に沿って伸長する。核が娘細胞（芽）に入るためには、S期において複製されたスピンドル極体（SPB）のうち、鋳型となるold SPBが芽に入る必要がある。そのSPBの配向性を制御するのがKar9である。したがって、Kar9の局在の乱れは核の分配に影響を与える可能性が考えられる。本研究では、代謝物がKar9の非対称性分布を撹乱させることで核分配に影響を及ぼすことを明らかにした点に意義がある。