4量体キネシンとTPX2の一分子構造機能解析による紡錘体超構造の形成機構の解明

通过四聚体驱动蛋白和TPX2的单分子结构和功能分析阐明纺锤体上部结构的形成机制

• 批准号: 22K15077
• 负责人: 斎藤 慧
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15077/
• 关键词: 微小管; キネシン; TPX2; 紡錘体

TPX2は細胞分裂期に働く微小管結合タンパク質で、モータータンパク質のキネシンの機能制御に関わり、さらに紡錘体の大きさと形態に対しても影響を及ぼすことが知られる。本研究課題では、TPX2およびキネシンが集積することで紡錘体に特徴的な微小管アレイが自律的に生まれる機構の解明を目指して、ヒト培養細胞から精製したTPX2を用いて、電子顕微鏡、高速AFMおよび全反射顕微鏡によるイメージングで構造解析した。構造解析では、TPX2単量体の構造動態を高速AFMにより可視化することができた。さらに微小管上でTPX2がオリゴマーを形成する様子の詳細を電子顕微鏡で観察することができた。高速AFMと電子顕微鏡観察を組み合わせるアプローチにより、今まで知見が極めて乏しかったTPX2の分子構造についての理解が大きく前進した。さらに全反射顕微鏡を用いた蛍光イメージングにおいては、TPX2が微小管を架橋するときの配向に大きなバイアスを加えることが分かった。今回微小管に結合したTPX2の構造と微小管架橋特性が明らかになったことで、紡錘体形成においてTPX2が多数の微小管を組織化する仕組みについて、分子構造レベルで理解する可能性が開けた。また、微小管のより大域的なネットワーク構造にTPX2が及ぼす効果について調べるために、カエル卵抽出液にTPX2を添加した際の微小管動態をイメージングする系を整えた。先行研究と同様に、モータータンパク質のダイニンを阻害した条件においては扇状の微小管超構造が形成されることが確認できた。

TPX2 is related to the functional control of microtubule binding in the cell division phase, the functional control of spindle binding in the cell division phase, and the functional control of spindle morphology. This research topic is about the analysis of the structure of TPX2, electron microscope, high speed AFM and total reflection microscope. Structure analysis, TPX2 unit structure dynamics, high-speed AFM visualization TPX2 is a micro-tube with a detailed electron microscope. The combination of high-speed AFM and electronic micro-mirror observation has made great progress in understanding the molecular structure of TPX2. The total reflection mirror is used for the optical fiber, and the optical fiber is used for the optical fiber. The structure of TPX2, the bridging characteristics of TPX2, the formation of spindles, the organization of most TPX2 microtubes, and the molecular structure of TPX2 are possible to understand. TPX2 and TPX2 are the structural components of micro-tubes and micro-tubes. In the first place, we study the conditions for the formation of fan-like micro-tube superstructures.