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

微管相关蛋白 Orbit 对细胞分裂和分化的调节

基本信息

批准号：
14033224
负责人：
井上喜博
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

当我们观察缺乏轨道基因（编码微管结合蛋白）的突变体中的雄性减数分裂细胞时，我们发现了胞质分裂的缺陷。在正常细胞中，微管运动Pav在胞质分裂开始前沿着中央纺锤体移动并积聚在细胞的中央，但在突变细胞中，中央纺锤体没有形成并且Pav积聚受到抑制。此外，在收缩环形成之前聚集在细胞中心的细胞膜衬里结构中的阿尼林（Anillin）没有正确组装。据推测，这些异常导致轨道突变体的收缩环形成缺陷。轨道动态地改变其在卵巢生殖干细胞和囊细胞中从有丝分裂到间期的中心体、纺锤体微管、种系特异性细胞骨架纺锤体和环管的定位。在生殖干细胞分裂期间，双极纺锤体中只有一个中心体与纺锤体结合，导致不对称分裂并建立囊内极性。同样，也定义了囊肿部位分割的方向。在突变体中，双极纺锤体的形成及其与纺锤体的结合均受到损害。因此，生殖干细胞的更新也受到抑制。在正常情况下，分裂沟的收缩在中途停止，形成细胞膜衬里结构，形成稳定的环管结构，但在突变体中，不能形成衬里结构（内壁），并且该结构是交联的。这一结果表明，Orbit 还参与了形成细胞膜内层的基于肌动蛋白的细胞骨架的聚合。卵母细胞分化所必需的蛋白质由周围的哺乳动物细胞合成，并通过环管转运至卵母细胞，因此在这种交联结构异常的轨道突变体中，卵母细胞的分化受到抑制。