新規微小管形成中心タンパク質による減数分裂期染色体分配制御機構の解明

通过新型微管形成中心蛋白阐明减数分裂染色体分离控制机制

基本信息

批准号：
16J04304
负责人：
山本昌平
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

減数分裂期における紡錘体形成の異常は不妊やダウン症などの先天性疾患の原因となりうることが知られているが、未だ原因は解明されていない。本研究は減数分裂期において紡錘体形成を制御する因子の探索を試みてきた。そこで卵母細胞における紡錘体形成に機能していることが報告されているPlk4の機能と特性の解明に焦点を当てた。昨年度の解析により、Plk4が自己集合する特性を持つことが明らかになっていた。今年度はさらにPlk4の自己集合特性と機能の解明を試みた。その中で、Plk4は自己集合により液滴状の構造体をつくる特性を持つことがわかった。Plk4集合体は互いに融合し、動的な代謝回転を示した。またPlk4の不活性化変異体や非自己リン酸化型変異体を観察すると、野生型とは異なり固いゲル状の自己集合体を形成することが明らかになった。これらの結果は細胞内と試験管内の両方で観察されたことから、Plk4は自己リン酸化によって自己集合体の物性を変える自己組織化特性を持つと結論づけた。さらにPlk4の物性の変化が微小管形成中心の一つである中心体の形成に影響を与えるかどうかを調べた。その結果、Plk4の物性が固い凝集体になるほど中心体の数が過剰に増加し、紡錘体の形成に異常が生じることがわかった。これらの結果から、Plk4の自己集合体の物性は適切な紡錘体形成のために制御される必要があることが明らかになった。これらの成果は論文としてまとめ、掲載受理された。現在は減数分裂期の紡錘体形成にPlk4の物性が影響するかどうかを引き続き調べている。特に卵母細胞では個体の年齢に伴い細胞質の老化が進み、染色体分配エラーの頻度が上昇することが知られている。Plk4自己集合体の物性も卵母細胞の老化に伴って変化する可能性があるため、細胞老化とPlk4の物性の関係、そして紡錘体形成への影響について解析を進めている。

众所周知，在减数分裂阶段的异常纺锤体形成会导致先天性疾病，例如不育和唐氏综合症，但尚未澄清原因。这项研究试图探索调节减数分裂过程中纺锤体形成的因素。因此，我们专注于阐明PLK4的功能和性能，据报道，PLK4的功能和特性在卵母细胞中的纺锤体形成中起作用。去年的分析表明，PLK4具有自组装的特征。今年，我们还试图阐明PLK4的自组装特征和功能。其中，发现PLK4具有通过自组装创建类似液滴的结构的特性。 PLK4组件融合在一起并表现出动态周转。此外，当观察PLK4的灭活和非磷酸化突变体时，据揭示了与野生型突变体不同，它们会形成坚硬的凝胶样的自组装。这些结果均被细胞内和体外观察到，并得出结论，PLK4具有自组装的自组装特性，可以通过自磷酸化改变自组装的物理特性。此外，我们研究了PLK4物理特性的变化是否影响中心体的形成，这是微管形成中心之一。结果，发现PLK4的物理特性越多，中心体的数量就越增加，导致纺锤体形成异常。这些结果表明，需要控制PLK4自组装的物理特性以进行适当的纺锤体形成。这些结果被汇编成论文并接受出版。目前，我们正在继续研究PLK4的物理特性是否对减数分裂阶段的纺锤体形成有影响。众所周知，在卵母细胞中，胞质衰老随着个体的年龄而进行，染色体分布误差的频率增加。 PLK4自组装的物理特性也可能随卵母细胞衰老而变化，因此我们正在分析细胞衰老与PLK4物理特性之间的关系，以及对纺锤体形成的影响。

项目成果

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

The dynamic self-patterning of Plk4 regulates centriole duplication

Plk4 的动态自我模式调节中心粒复制

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kitajima;K.;Oishi;K.;Miwa;M.;Anzai;H.; Setoguchi;A.;Kumagai;H.;and Hirooka H.;Yamamoto S and Kitagawa D
通讯作者：
Yamamoto S and Kitagawa D

Self-organization of Plk4 regulates symmetry breaking in centriole duplication