クロマチンタンパク質による核膜の構造形成とアポトーシスの誘導機構の解析

染色质蛋白核膜结构形成及凋亡诱导机制分析

• 批准号: 15032213
• 负责人: 古川 和広
• 金额: $ 3.07万
• 依托单位: Niigata University
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032213/
• 关键词: BAF; アポトーシス; 核構造; クロマチン; 細胞周期

真核細胞の細胞内に見られる核膜(nuclear envelope)は真核生物に特徴的な膜構造でありゲノムの機能の正確な制御に重要な機能を持っている。この核膜を構成するタンパク質の損失はアポトーシスや遺伝子疾患の原因となることがわかっている。私たちはこの核膜の機能を明らかにするため研究を進めており、核膜タンパク質と特異的相互作用するクロマチンタンパク質、BAFの存在を明らかにしている。現在このBAFの機能解析を行っているが、ショウジョウバエにBAFのnull変異を導入すると核膜の主要なタンパク質であるラミンの重合が異常となり核膜の構造が大きく変化することと、細胞分裂が間期周辺で停止し異常なDNA複製が生じることを見いだしている(Furukawa et al., J Cell Sci 2003)。私たちはさらにBAFnull変異体の発生を初期から詳細に解析した結果、成虫原基組織で核が異常に凝集しており、TUNEL反応を用いアポトーシスが高頻度で起こっていることを見いだした。そこでエフェクターカスパーゼであるDrlCEの活性化型に対する特異的抗体を用いて免疫染色しアポトーシスの状態をさらに観察した。その結果、TUNEL反応と同様に、成虫原基組織では活性化型DrlCEの強いシグナルが容易に検出できたが、神経組織では活性化型DrlCEシグナルは検出できなかった。また成虫原基組織においては、アポトーシスが誘導されていない(活性化型DrlCEが検出されない)細胞の核構造を詳細に観察すると、神経細胞に見られたBAFの消失に伴う核のコンボリューションの形態が容易に観察できた。以上からBAFタンパク質の消失がアポトーシスに見られる核構造の変化と密接に関係していることが推測される。

真核细胞内的核膜是真核生物特有的膜结构，在精确控制基因组功能方面具有重要作用。众所周知，构成核膜的蛋白质的丢失会导致细胞凋亡和遗传疾病。我们正在进行研究以阐明这种核膜的功能，并揭示了 BAF 的存在，这是一种与核膜蛋白特异性相互作用的染色质蛋白。我们目前正在分析BAF的功能，发现当BAF的无效突变被引入果蝇体内后，核膜中主要蛋白质核纤层蛋白的聚合发生异常，导致核膜结构发生重大变化。核膜和减慢细胞分裂已经发现，异常的 DNA 复制发生并在这个阶段停止（Furukawa 等人，J Cell Sci 2003）。我们进一步从早期阶段详细分析了BAFnull突变体的发展，发现成虫盘组织中细胞核异常聚集，并且利用TUNEL反应频繁发生细胞凋亡。因此，我们通过使用针对效应器 caspase 激活形式的特异性抗体进行免疫染色进一步观察了细胞凋亡的状态。结果，与TUNEL反应类似，在成象盘组织中可以很容易地检测到激活的DrlCE的强信号，但在神经组织中却检测不到激活的DrlCE信号。此外，在成象盘组织中，当我们仔细观察未诱导凋亡的细胞的核结构（未检测到激活的DrlCE）时，我们发现与观察到的BAF消失相关的核卷积形态在神经元中，很容易观察到。由此推测，BAF蛋白的丢失与细胞凋亡时核结构的变化密切相关。

项目成果

Martins et al.: "HA95 and LAP2 β mediate a novel chromatin-nuclear envelope interaction implicated in initiation of DNA replication."J Cell Biol. 160. 77-88 (2003)

Martins 等人：“HA95 和 LAP2 β 介导一种与 DNA 复制起始有关的新型染色质-核膜相互作用。”J Cell Biol. 160. 77-88 (2003)

LAP2a and BAF localize to telomeres and chromatin core regions transiently during nuclear assembly.

LAP2a 和 BAF 在核组装过程中短暂定位于端粒和染色质核心区域。

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.Cell Sci. 117
• 作者: Yuda;H.;Suzuki;K.;et al.;鈴木 宏治;M.Takano;T.Dechat
• 通讯作者: T.Dechat

Nakagawa et al.: "Participation of a fusogenic protein, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, in nuclear membrane assembly."J Biol Chem. 278. 20395-20404 (2003)

Nakakawa 等人：“融合蛋白甘油醛-3-磷酸脱氢酶参与核膜组装。”J Biol Chem。

Furukawa et al.: "BAF plays crucial roles in cell cycle progression and nuclear organization in Drosophila."J.Cell.Sci.. 116. 3811-3823 (2003)

Furukawa 等人：“BAF 在果蝇的细胞周期进程和核组织中起着至关重要的作用。”J.Cell.Sci.. 116. 3811-3823 (2003)