卵割パターンを産み出す遺伝子PEMの作用メカニズムの分子・細胞レベルでの解析

在分子和细胞水平上分析产生裂解模式的基因PEM的作用机制

基本信息

批准号：
08J01889
负责人：
根岸剛文
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01889/
关键词：
PEM Plk1 不等卵割タンパク質の局在 Yeast two hybrid screening BI 2536 Pull down assay 発生生物学細胞分裂 polo like kinase 1 yeast two hybrid法

项目摘要

PEMタンパク質は胚後極に強く局在し、中心体の位置を調節することにより、胚後方での不等卵割を含めたホヤ胚の初期卵割面の定位に働くということを私の以前の研究で明らかにした。特に不等卵割においては胚後極と核/中心体の間に微小管束が形成され、それにより核/中心体を後極に引寄せ不等卵割を起こす。PEMはこの微小管束の形成に働いている。さらに近年、PEMが遺伝子の胚性発現を包括的に抑制し、細胞運命においても前後軸に沿ったパターン形成に関わることが明らかになった。このようにPEMの発生における役割は重要性を増している。前年度の研究ではYeast two hybrid(Y2H)を用いたPEMと相互作用を示すタンパク質のスクリーニングによりPlk1を同定した。Plk1は真核生物に広く保存され、生命現象において様々な役割を担っている。本年度はまずPlk1とPEMの相互作用を生化学的に解析し、PEMがPlk1と直接結合することを明らかにした。すなわちPlk1がPEMとの結合が明らかにされた初めてのタンパク質であるといえる。また、薬剤により時間限定的にPlk1を機能阻害すると不等卵割時において微小管束が正常に形成されなくなり、また、核の後極への移動も見られなくなった。この薬剤処理による核の移動の阻害はPEMタンパク質を過剰発現させることにより有意に回復させることができた。このことから、Plk1の阻害の影響はPEMの働きが異常になった可能性が考えられる。実際、Plk1阻害胚ではPEMの胚後極での局在が異常になり、PEMの働きの一つである胚性遺伝子発現の抑制も一部見られなくなる。これらの結果はPEMを中心とした不等卵割メカニズムの詳細に迫るものであり、また、真核生物で高度に保存されたPlk1の新しい役割を明らかにしたと考えられる。

之前，我已经证明PEM蛋白强烈定位于胚胎的后极，通过调节中心体的位置，它在海鞘胚胎早期卵裂面的定向中发挥作用，包括后部的不等卵裂一项研究揭示了胚胎的情况。特别是，在不等卵裂过程中，胚胎后极和细胞核/中心体之间形成微管束，将细胞核/中心体拉向后极，造成不等卵裂。 PEM 在该微管束的形成中发挥着重要作用。此外，近年来，人们发现PEM全面抑制基因的胚胎表达，并且还参与细胞命运中前后轴的模式化。因此，PEM 在开发中的作用越来越重要。在去年的研究中，我们通过使用酵母二杂种 (Y2H) 筛选与 PEM 相互作用的蛋白质来鉴定 Plk1。 Plk1在真核生物中广泛保守，在生命现象中发挥着多种作用。今年，我们首先对Plk1和PEM之间的相互作用进行了生化分析，发现PEM直接与Plk1结合。换句话说，Plk1 是第一个被证明可以与 PEM 结合的蛋白质。此外，当药物限时抑制Plk1时，不等速卵裂时微管束不能正常形成，不再观察到细胞核向后极迁移。过表达 PEM 蛋白可以显着逆转药物治疗引起的核迁移抑制。这表明抑制Plk1的作用可能是PEM的功能变得异常。事实上，在 Plk1 抑制的胚胎中，PEM 在胚胎后极的定位变得异常，并且 PEM 功能之一的胚胎基因表达抑制部分缺失。这些结果揭示了以PEM为中心的不等切割机制的细节，并被认为揭示了在真核生物中高度保守的Plk1的新作用。