細胞分裂に伴う転写因子の非対称分配の解析

细胞分裂过程中转录因子的不对称分布分析

• 批准号: 09277229
• 负责人: 松崎 文雄
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: National Center of Neurology and Psychiatry
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09277229/
• 关键词: 細胞分裂; 転写因子; プロスペロ; ミランダ; 非対称; 神経発生; 神経幹細胞; 細胞極性

異なる二つの娘細胞を生じる“非対称分裂"は、細胞の多様性を生むための基本的なプロセスである。ショウジョウバエの神経発生の突然変異から同定した転写因子prosperoは神経幹細胞の非対称分裂に伴って2次前駆細胞に不等分配され、非対称分裂による娘細胞間の非対称性を示す典型的な蛋白因子である。Prospero蛋白上に同定した非対称分配に必須なドメイン(非対称分配ドメイン)は、神経幹細胞の分裂期に、細胞内に形成される極性を認識すると考えられるが、このドメインと相互作用する因子mirandaを酵母twoーhybrid法を用いて同定した。mirandaタンパクはprosperoと同様に、神経幹細胞の非対称分裂に伴って2次前駆細胞に不等分配される。miranda遺伝子の突然変異体を複数同定し、prosperoの不等分配を解析したところ、prosperoの不等分配に関して、(1)prosperoを結合し、細胞のcortexに局在させることにより不等分配する、(2)分裂完了後、神経母細胞のcortexからprosperoに核を放出する、という二つの機能をmirandaが担っていることが判明した。さらに、miranda変異体において、神経細胞の個性を決める遺伝子の発現や神経系の形態の解析を行い、、mirandaの果たすこの二つの機能が共に神経細胞の個性の決定に必須なことを示した。本研究では、prosperoとmirandaが分化因子の不等配分を行なう分子複合体を構成することが示されたが、同時に、神経幹細胞の非対称な分裂が、このような分子装置によって子孫細胞の遺伝子発現に非対称性を与え、神経系の細胞の運命決定に直接関与していることが明らかになった。

不对称分裂产生两个不同的子细胞，是产生细胞多样性的基本过程。从果蝇神经发生突变中鉴定出的转录因子prospero在神经干细胞的不对称分裂过程中不均匀地分布到次级祖细胞，并且是由于不对称分裂而表现出子细胞之间不对称性的典型蛋白质因子。 Prospero 蛋白上鉴定的不对称分配所必需的结构域（不对称分配结构域）被认为可以识别神经干细胞分裂阶段细胞内形成的极性，这是使用双杂交方法鉴定的。与普洛斯彼罗一样，米兰达蛋白在神经干细胞不对称分裂期间不均匀地分布到次级祖细胞。在鉴定了miranda基因的多个突变体并分析了prospero的不均匀分布后，我们发现：（1）prospero通过结合并定位于细胞皮层而分布不均匀；（2）在分裂完成后，miranda被发现具有功能二：将神经母细胞皮层的细胞核释放到prospero。此外，在米兰达突变体中，我们分析了决定神经元个性和神经系统形态的基因的表达，结果表明米兰达发挥的这两个功能对于决定神经元的个性都是至关重要的。在这项研究中，我们发现prospero和miranda构成了一种分子复合物，其执行分化因子的不均匀分布，但同时，神经干细胞的不对称分裂受到这种分子装置的影响，以控制子代细胞中的基因表达。研究表明，这种机制赋予细胞不对称性，并直接参与决定神经系统细胞的命运。

项目成果

Ikeshima-Kataoka,H.,et al.: "Miranda divects Prospero to a daughter cell during Diosophila asymmetnic divisions" Natuve. 390. 625-629 (1997)

Ikeshima-Kataoka,H.,et al.：“Miranda 在 Diosophila 不对称分裂期间将 Prospero 转移到子细胞”Natuve。