The structure and formation mechanism of the contractile ring by super-resolution imaging

動物細胞では，アクチンとミオシンIIで構成される収縮環の収縮により細胞がくびれて細胞質分裂が進行する．収縮環は，染色体の分離後，短時間で形成されるが，形成機構は未解明のままである．これまでに，超解像顕微鏡（STEDおよびスピニングディスク超解像顕微鏡SpinSR10）を用い，さまざまな細胞質分裂のステージの固定標本およびライブイメージング観察を行った．その結果，染色体が分離すると染色体間の細胞表層の複数のスポットからアクチンフィラメントが放射状に長く伸び，これをミオシンIIが架橋することにより，両フィラメントが赤道面に並行に並び，収縮環が形成されることが示唆された．そこで，Rhoキナーゼ阻害剤Y27632でミオシンIIの形成を抑制し，固定標本およびライブイメージングでの観察を行った．アクチンフィラメントは染色体間の細胞表層のスポットから長く伸びるものの，赤道面と並行にならなかった．一方，ミオシンATPase阻害剤のBlebbistatinで細胞を処理すると，ミオシンIIは赤道面に形成されて集積するものの，細胞表層のスポットから伸びたアクチンフィラメントは赤道面と並行にならなかった．アクチンの伸びるスポットの中心には直鎖状アクチンフィラメントの重合を促進するDIAPH3/mDia2が局在する．DIAPH3/mDia2のRNAiを行うと，収縮環のアクチンフィラメントの形成が抑えられる傾向が示された．これらの結果から，分裂後期に，分離した染色体間の細胞表層でアクチンフィラメントが放射状に伸長し，それを赤道面で新たに形成されたミオシンIIが捕捉して架橋することにより収縮環が形成されることが推定される．

動物細胞では，アクチンとミオシンIIで構成される収縮環の収縮により細胞がくびれて細胞質分裂が進行する．収縮環は，染色体の分離後，短時間で形成されるが，形成機構は未解明のままである．これまでに，超解像顕微鏡（STEDおよびスピニングディスク超解像顕微鏡SpinSR10）を用い，さまざまな細胞質分裂のステージの固定標本およびライブイメージング観察を行った．その結果，染色体が分離すると染色体間の細胞表層の複数のスポットからアクチンフィラメントが放射状に長く伸び，これをミオシンIIが架橋することにより，両フィラメントが赤道面に並行に並び，収縮環が形成されることが示唆された．そこで，Rhoキナーゼ阻害剤Y27632でミオシンIIの形成を抑制し，固定標本およびライブイメージングでの観察を行った．アクチンフィラメントは染色体間の細胞表層のスポットから長く伸びるものの，赤道面と並行にならなかった．一方，ミオシンATPase阻害剤のBlebbistatinで細胞を処理すると，ミオシンIIは赤道面に形成されて集積するものの，細胞表層のスポットから伸びたアクチンフィラメントは赤道面と並行にならなかった．アクチンの伸びるスポットの中心には直鎖状アクチンフィラメントの重合を促進するDIAPH3/mDia2が局在する．DIAPH3/mDia2のRNAiを行うと，収縮環のアクチンフィラメントの形成が抑えられる傾向が示された．これらの結果から，分裂後期に，分離した染色体間の細胞表層でアクチンフィラメントが放射状に伸長し，それを赤道面で新たに形成されたミオシンIIが捕捉して架橋することにより収縮環が形成されることが推定される．