染色体分配を司る微小管ダイナミクスとそれを制御するOrbitネットワークの解明

阐明控制染色体分离的微管动力学和控制它的轨道网络

基本信息

批准号：
18058011
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

真核生物に保存されているOrbit/CLASPタンパクは、紡錘体微小管の先端にチューブリン分子を付加する。ショウジョウバエのOrbitは細胞分裂の進行に伴い、核膜周辺の小胞体、中心体、キネトコア、スピンドル微小管、収縮環へと局在を変化させ、染色体分配、細胞質分裂の進行に中心的な役割を演じる。本研究では、染色体ダイナミクスを制御するOrbitを中心とするネットワークを明らかにするために、これと相互作用するタンパクのプロテオーム解析、および網羅的な遺伝学スクリーニングをおこなった。初期胚の抽出液からGST-Orbitと共沈するタンパクの質量分析をおこなった結果、non-muscle Myosin II heavy chain(MyosinII)、CopIαsubunit、βスペクトリン、哺乳類のNuMaに類似なToucan、 Dynein heavy chain(Dhc64C)、CLIP190などが同定された。このうちMyosinIIは、Orbitとともに細胞分裂後期に分裂溝予定域に集積すること、この集積はOrbitに依存することを見出した。Orbitは収縮環を構成するアクトミオシンの形成に必須な役割を演ずる。CopIの構成成分δ、γは、胚期の細胞質分裂に必須なことを明らかにした。CopIは微小管に依存して細胞膜成分を分裂溝に運搬している可能性が考えられた。また、ダイナアクチンのdominant negative変異G1が複眼原基の細胞内でorbitと強い遺伝学的な相互作用を示すことをみいだした。この結果は、細胞分裂においてDynein heavy chainとOrbitとが密接に相互作用することを示唆している。Orbitは、分裂後期Aにおいてキネトコアに局在するが、そこでDhcと相互作用して染色分体が極方向に移動するのに重要な役割を演ずる可能性が示唆された。

Orbit/CLASP 蛋白在真核生物中保守，将微管蛋白分子附着在纺锤体微管的尖端。随着细胞分裂的进行，果蝇的轨道改变其定位到内质网、中心体、动粒、纺锤体微管和核膜周围的收缩环，并在染色体分离和胞质分裂的进展中发挥核心作用。在本研究中，为了阐明以Orbit为中心的控制染色体动力学的网络，我们对与Orbit相互作用的蛋白质进行了蛋白质组分析，并进行了全面的遗传筛查。对早期胚胎提取物中与 GST-Orbit 共沉淀的蛋白质进行质谱分析，结果显示非肌肉肌球蛋白 II 重链 (MyosinII)、CopI α 亚基、β 血影蛋白、类似于哺乳动物 NuMa 的巨嘴鸟和动力蛋白重链 (Dhc64C)。、CLIP190等进行了鉴定。其中，我们发现肌球蛋白 II 与 Orbit 一起在细胞分裂后期在预期的有丝分裂沟区域积累，并且这种积累依赖于 Orbit。轨道在构成收缩环的肌动球蛋白的形成中起着重要作用。我们发现 CopI 的 δ 和 γ 成分对于胚胎阶段的胞质分裂至关重要。人们认为 CopI 可能依赖于微管将细胞膜成分转运至分裂沟。我们还发现dynaactin的显性失活突变G1与复眼原基细胞中的眼眶表现出强烈的遗传相互作用。这一结果表明动力蛋白重链和轨道在细胞分裂过程中密切相互作用。在后期 A 期间，轨道定位于着丝粒，并且有人认为，它可能通过与那里的 Dhc 相互作用，在染色单体的极向运动中发挥重要作用。