超解像度顕微鏡技術を用いた中心小体複製機構の解明

使用超分辨率显微镜技术阐明中心粒复制机制

• 批准号: 17J11020
• 负责人: 渡辺 紘己
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo (2018)The Graduate University for Advanced Studies (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J11020/
• 关键词: 中心体; 超解像度顕微鏡; 細胞生物学; オルガネラ; 超解像顕微鏡; Cep57; 多彩異数性モザイク症候群

中心体は進化上保存された自己複製する細胞小器官であり微小管形成中心として機能する。DNA複製と同様に 中心体複製は細胞周期ごとに一度だけ起こるように厳密に制御されており、分裂期における二極化した紡錘体の形成、染色体分配において重要である。中心体はその核として機能する二つの中心小体及びそれを取り囲む中心体マトリッ クス(PCM)から構成されている。しかしながら、中心体の構築機構は未だに未解明な部分が多い。本研究では、超解像度顕微鏡を用いて中心体構築の根幹原理を明らかにすることが目的である。そこで、中心体複製主要因子であるCep152やPlk4とともに 中心体構築に関与することが示唆されていたCep57に着目した。Cep57は多彩異数性モザイク(MVA)症候群の原因遺伝子として報 告されていたが、その発症機序や中心体での機能は不明であった。分裂期のCep57発現抑制細胞において中心小体の早期分離とPCMの形成異常が認められた。また、分裂期に早期分離した娘中心小体は異所性にPCMを獲得し、微小管形成中心(MTOC)として機能していた。分裂期においてMTOCの活性異常が認められたため、Cep57が染色体分配に与える影響を評価した。予想通り、Cep57発現抑制では中心小体早期分離と異所性のMTOC活性により 、染色体の分配にも異常が認められた。これらの結果は、Cep57がMVA症候群原因遺伝子であるという過去の知見と合致していた 。そこで、培養細胞で認められた早期分離などの異常がMVA症候群患者由来の細胞でも認められるかどうかを調べた。その結果 、MVA患者由来の細胞でも培養細胞同様の中心小体の早期分離とPCM形成異常が認められた。これらの結果から、 中心小体早期 分離とPCM形成異常による染色体分配異常がCep57変異に起因するMVA症候群の発症原因であることが明らかとなった。

Centrosome evolution preserves the function of self-replication of small cellular organs and microtubule formation. DNA replication and centrosome replication are important for cell cycle initiation, mitosis, spindle formation and chromosome allocation. The centrosome is composed of two centrosomes and two centrosomes. The centrosome is composed of two centrosomes and two centrosomes. The structure of the central body is not divided into many parts. In this study, the principle of using centroids to construct super-resolution micromirrors was clarified. Cep152 and Plk4 are the main factors for centrosome replication. Cep57 is a report on the etiology of multicolored heterosexual (MVA) syndrome. The mechanism of development and function of centrosome are unknown. Cep57 expression inhibits early separation of centrosome and PCM formation in mitotic cells. The early stage of mitosis separates the centrosome from the heterozygote, and the microtubule formation center (MTOC) functions as well. The abnormal activity of MTOC at mitotic stage was identified and evaluated. Cep57 expression inhibition, centrosome early segregation, heterosexual MTOC activity, chromosome allocation, and abnormal recognition Cep57 is the cause of MVA syndrome. Cell culture and early isolation of MVA syndrome patients The results showed that MVA patients derived from cell culture, early separation of centrosome and abnormal PCM formation were identified. The result of this study is that early centrosome segregation and abnormal chromosome distribution are the causes of MVA syndrome.