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：
16026219
负责人：
井上喜博
金额：
$ 2.37万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

Orbit/CLASPは微小管の動的不安定性を制御する因子として染色体の分離や細胞質分裂に深く関わっている。ショウジョウバエの配偶子形成過程では、様式の異なる細胞分裂がプログラムされている。雄の生殖系列の細胞におけるOrbitの局在を調べ、精子形成過程においてそれがどのような機能を持つのかを解析した。雄の生殖系列の細胞(生殖幹細胞・精原細胞・精母細胞)にてGFP-Orbitを発現させ、その局在を検討した。分裂期には、Orbitは中心体・キネトコア・紡錘体微小管に局在した。精原細胞と精母細胞では、分裂間期に生殖系列特異的な細胞骨格であるring canalとfusomeに局在していた。orbit^<R24>突然変異体雄では、このring canalとfusomeに異常を認めた。これらのデータは、Orbitがそれら生殖系列特異的な細胞骨格の形成または形態の維持に必須であることを示唆している。また細胞分裂におけるOrbitタンパクの役割を明らかにする目的で、初期胚の核分裂サイクルにおいてGFPタグ付きのOrbitタンパクを発現させ、分裂にともなう細胞内局在を追跡した。その結果、Orbitは分裂の前中期から後期Aまでキネトコア上にあり、後期B以降は紡錘体微小管からセントラルスピンドル上に移動する。このGFP蛍光を光ブリーチしてその後の回復を調べるFRAP実験をおこなったところ、このOrbitは細胞質内と微小管構造との間を速いスピードで行き来する動的なタンパクであることがわかった。また初期胚にてGFP-tubulinを発現させてチューブリン分子の微小管への重合と脱重合の速さをFRAP法にて調べた。orbit突然変異体では、野生型に比べてチューブリンのターンオーバー速度が遅いことがわかった。この結果は、CLASPが微小管の+端において微小管の動的不安定性を制御しているというモデルを支持する。'

Orbit/CLASP是控制微管动态不稳定性的因子，深度参与染色体分离和胞质分裂。果蝇配子发生过程中细胞分裂的不同模式被编程。我们研究了轨道在雄性生殖系细胞中的定位，并分析了其在精子发生过程中的功能。我们在雄性生殖细胞（生殖干细胞、精原细胞和精母细胞）中表达 GFP-Orbit 并检查其定位。在有丝分裂期间，轨道定位于中心体、动粒和纺锤体微管。在精原细胞和精母细胞中，它在间期期间定位于种系特异性细胞骨架、环管和梭体。在眼眶^<R24>突变雄性中，在环管和纺锤体中观察到异常。这些数据表明 Orbit 对于种系特异性细胞骨架形态的形成或维持至关重要。此外，为了阐明Orbit蛋白在细胞分裂中的作用，我们在早期胚胎的核分裂周期中表达了GFP标记的Orbit蛋白，并追踪了其在细胞分裂过程中的细胞内定位。因此，轨道从前期到后期 A 驻留在着丝粒上，并从后期 B 开始从纺锤体微管移动到中央纺锤体。当我们进行 FRAP 实验时，我们对 GFP 荧光进行光漂白并检查其随后的恢复情况，我们发现 Orbit 是一种动态蛋白质，可以在细胞质和微管结构之间快速移动。我们还在早期胚胎中表达了 GFP-微管蛋白，并使用 FRAP 方法研究了微管蛋白分子聚合和解聚成微管的速度。我们发现轨道突变体的微管蛋白周转率比野生型慢。这一结果支持了CLASP控制微管+端微管动态不稳定性的模型。 '