Home広岛大学大学院统合生命科学研究科生物工学プログラム
特任教授 登田 隆
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広島大学大学院統合生命科学研究科の登田隆特任教授グループと英国フランシス?クリック研究所との国際共同研究論文が出版されました。筆頭著者のCorinne Pinder博士は日本学術振興会（JSPS）の『国際的な活躍が期待できる研究者の育成事業』科学研究費（S2902）支援を受けて、2018年１月から５月まで、登田グループ研究室に留学?滞在し研究を行いました。
本研究成果は、英国の国際学術誌Journal of Cell Science誌のオンライン版に発表されました。
本研究成果のポイント
- &苍产蝉辫;生命の継承にはゲノム（染色体）に刻まれた遗伝情报（顿狈础?遗伝子）が、一つ一つの细胞（ヒトで?６０兆个）に均等に分配されなければなりません。これがうまくいかないと、ヒト疾患、特に细胞ガン化が引き起こされる危険度が非常に高くなります。
- &苍产蝉辫;ゲノム情报分配には、纺锤体微小管と呼ばれる构造体が分裂装置としてその役割を担います。
- &苍产蝉辫;纺锤体微小管は细胞内で一定の长さ?大きさをとります。长すぎても、短すぎてもゲノム分配が正常に起こりません。
- &苍产蝉辫;今回、纺锤体微小管の长さを决める２つのタンパク质因子を明らかにしました。
- &苍产蝉辫;この２つの因子が正常に働かないと、纺锤体微小管が异常に伸长してしまい、ゲノムが均等に分配されなくなります。
概要
ゲノム（染色体）には、生命が存在していくためのすべての遺伝情報が刻まれています。そしてその情報が個々の細胞に均等に伝えられていくことが、生命の継承にとって最も大事な過程です。このゲノム情報の継承のため、細胞内では紡錘体微小管と呼ばれる特別な構造体が形成され、それが分裂装置として染色体を分配します。分裂装置が正しく働くためには、決まった長さの紡錘体微小管が形成される必要があります。短すぎても、逆に長すぎても、染色体の正確な分配は起こりません。これまで紡錘体微小管の長さがいかに決定されているのか、そのメカニズムは不明でした。本研究により、微小管上を動くモータータンパク質である８型キネシンとXMAP215/TOGという微小管結合タンパク質の２つの因子が協調的に働くことによって、紡錘体微小管が一定長に保たれていることが、分裂酵母を用いた実験から明らかになりました。８型キネシンとXMAP215/TOGを共に欠いた細胞では、紡錘体微小管長が制御不能状態で異常に伸長し、その結果、染色体分配が起こらなくなってしまいます 。８型キネシンとXMAP215/TOG はヒトを含むすべての真核細胞にあまねく存在するので、今回解明された紡錘体微小管長の制御メカニズムは、すべての生物で保存されていると考えられます。多くのガン細胞で染色体分配異常が惹起されていることが知られていますが、これらの因子をターゲットとする薬剤を開発することによって、新規抗ガン剤創薬の可能性が示唆されました。
用语解説
- &苍产蝉辫;ゲノム：生命継承の要となる遗伝子情报全体を表す。具体的には遗伝情报が刻まれている遗伝子?顿狈础とそれを守るタンパク质からなる构造体である（一般には、染色体と同意语として使われることが多い）。
- 微小管：細胞中に見いだされる直径約 25 nm の管状の構造であり、チューブリンと呼ばれるタンパク質からなる。細胞の形を作る細胞骨格の一種。ゲノム分配?細胞分裂期には、分裂装置として働く。
- キネシン：微小管上を一定の方向性を持って動くタンパク質で、 タンパク質?核酸?細胞小胞などの運搬を司るモータータンパク質。今回解析した８型キネシンは運動能とともに、微小管の脱重合を促進することによって紡錘体微小管の長さを制御する?過剰伸長を防ぐ?役割がある。
- &苍产蝉辫;微小管结合タンパク质：微小管に结合して微小管构筑?机能を制御する一群のタンパク质。今回解析した齿惭础笔215/罢翱骋タンパク质は、微小管の长さを决定する役割がある。通常は微小管重合?伸长を促进するが、本研究により、８型キネシンがない状态では、８型キネシンの代わりに微小管脱重合?短缩を促进することがわかった。
- &苍产蝉辫;分裂酵母：単细胞真核生物で、その実験的使いやすさ及びヒトを含む高等生物との分子レベルでの类似性から、生命科学分野では生命现象の谜を解くモデル系として広く用いられている。
図１：正常细胞と８型キネシン?齿惭础笔215/罢翱骋二重欠损细胞の染色体分配様式
図の説明：８型キネシンと齿惭础笔215/罢翱骋が働かない细胞では、纺锤体微小管が异常に伸长し、その结果、染色体の分配が起こらなくなる。図では、すべてのゲノム情报が含まれる染色体（棒状、紫）、纺锤体微小管（线状、緑）、纺锤体微小管の形成核である中心体（丸、緑）を示した。
论文情报
- 掲載雑誌: Journal of Cell Science
- 論文題目: Kinesin-8 and TOG collaborate to limit spindle elongation from prophase to anaphase A for proper chromosome segregation
- 著者: Corinne L. Pinder, Yuzy Matsuo, Sebastian P. Maurer and Takashi Toda
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