コンデンシンI-RNAの液液相分離を介した分裂期染色体凝縮の分子メカニズムの解明

通过凝缩蛋白I-RNA的液-液相分离阐明有丝分裂染色体凝缩的分子机制

基本信息

批准号：
21J10530
负责人：
加藤かざし
金额：
$ 0.96万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞分裂期 (M期)は遺伝情報の本体である染色体DNAを正確に継承するために必須の過程である。染色体DNAの正確な継承には、細胞核内に散在する染色体DNAをM期染色体と呼ばれるコンパクトな形態に変換することが必要である。この過程にはコンデンシン複合体が中心的な役割を担っている。また、過去の報告から、M期染色体にはおよそ1000種類のRNAが局在していることが知られているが、その詳細な機能ついては不明な点が多い。過去に我々は、M期染色体上のRNAを除去したところ、コンデンシンIの局在量が減少することを見出している。そこで我々は、コンデンシンIとRNAとが、タンパク質が細胞内で自己濃縮する液-液相分離 (LLPS)というメカニズムでM期染色体凝縮に寄与していると仮説を立てた。これまでにLLPSを解消すると報告のある、1,6-ヘキサンジオール (HD)をM期細胞に処理にしたところ、M期染色体形態変化、およびM期染色体におけるコンデンシンIの局在量の減少が観察された。一方、LLPSの解消活性の低い2,5-HD処理では、それらの変化はほとんどみられなかった。よって、コンデンシンIのM期染色体における局在には、LLPSの関与が示唆された。また、これまでにM期染色体への局在にLLPSが関与すると考えられているAurora Bキナーゼも同様に、1,6-HD処理では局在量が減少したが、2,5-HD処理ではほとんど変化しなかった。さらに、M期染色体周辺領域に局在するMYBBP1Aタンパク質では、1,6-HD、2,5-HDともに局在に変化は見られなかった。現在は、任意のタイミングでRNAの分解を誘導できるRNase Lを細胞内で発現させ、M期染色体特異的にRNAを分解するシステムおよび、Image Jソフトウェアを用いた画像解析システムを構築中である。

细胞分裂期（M期）是染色体DNA（遗传信息的主体）准确遗传的必要过程。染色体DNA的精确遗传需要将分散在细胞核内的染色体DNA转化为称为M期染色体的紧凑形式。凝缩蛋白复合物在此过程中起着核心作用。此外，根据过去的报道，已知大约 1,000 种 RNA 位于 M 期染色体中，但其详细功能仍不清楚。过去，我们发现当M期染色体上的RNA被去除时，凝缩蛋白I的局部量会减少。因此，我们假设凝缩蛋白 I 和 RNA 通过一种称为液-液相分离 (LLPS) 的机制促进 M 期染色体浓缩，其中蛋白质在细胞内自我浓缩。据报道，用 1,6-己二醇 (HD) 处理 M 期细胞可消除 LLPS，导致 M 期染色体形态发生变化，并观察到 M 期染色体中凝缩蛋白 I 的局部量减少。。另一方面，2,5-HD 治疗的 LLPS 分解活性较低，几乎没有观察到任何变化。因此，有人提出LLPS参与了凝缩蛋白I在M期染色体中的定位。同样，Aurora B 激酶（被认为与 LLPS 参与 M 期染色体的定位）类似地在 1,6-HD 治疗中定位减少，但在 2,5-HD 治疗中几乎没有变化。此外，对于 1,6-HD 和 2,5-HD，未观察到 MYBBP1A 蛋白的定位发生变化，该蛋白位于 M 期染色体的外围区域。目前，我们正在构建一个系统，其中在细胞中表达可在任何时间诱导RNA降解的RNase L，以特异性降解M期染色体中的RNA，以及使用Image J软件的图像分析系统。