染色体分配に必須な分裂期型キネトコア形成の分子基盤

染色体分离所必需的有丝分裂着丝粒形成的分子基础

基本信息

批准号：
22K20630
负责人：
竹之下憂祐
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20630/
关键词：
染色体分配動原体キネトコアセントロメア細胞分裂

项目摘要

キネトコアは、細胞分裂期に染色体を等しく分配するために、染色体と紡錘体微小管とを正しくつなぐ機能をもつ超分子複合体である。キネトコアがこの役割を遂行するためには、細胞周期の進行に伴って機能に適した形に構造を変える必要がある。実際に、紡錘体微小管と結合する細胞分裂期のキネトコアは、間期のキネトコアを形成するCENP-TにKMNと呼ばれる紡錘体微小管と結合するタンパク質複合体が結合することで形づくられる。しかし、この構造変化の制御機構はわかっていない。本研究は、CENP-TとKMNの分裂期特異的な結合に着目し、細胞生物学的解析とクライオ電子顕微鏡による構造生物学的解析とを組み合わせることで、どのようにして機能的な分裂期キネトコアが作られるのかを明らかにすることを目的としている。本年度は、まず、KMNの構成因子のひとつであるMis12複合体とCENP-Tとの複合体の構造予測をもとに培養細胞を用いた変異体解析をおこない、Mis12複合体とCENP-Tとの結合のふたつの結合界面を同定した。この内ひとつは、Mis12複合体のリン酸化により制御されていることを示唆する結果を得た。さらに、これらふたつの結合界面とは別の領域において、リン酸化されたCENP-TとMis12複合体とが結合することを示唆する結果も得ている。これらの結果から、CENP-TとMis12複合体の結合には少なくとも3つの結合界面があり、これらの結合はMis12複合体とCENP-Tそれぞれのリン酸化により協調的に制御されていると考えている。また、質量分析によるリン酸化部位の同定やクライオ電子顕微鏡によるMis12複合体とCENP-Tとの複合体の構造解析のため、細胞分裂期に同調した培養細胞からのタンパク質精製法の確立もおこなっている。

动力学是一种超分子复合物，其功能可与纺锤体微管正确连接染色体，以便在细胞分裂阶段平均分布染色体。为了使动力环杆履行此角色，有必要随着细胞周期的进行，将其结构更改为合适的形状。实际上，与纺锤微管结合的有丝分裂动力学是由蛋白质复合物的结合形成的，该蛋白质复合物与称为KMN的纺锤体微管与CENP-T的结合，该蛋白质复合物与CENP-T形成了相互阶段的动力学。但是，控制这种结构变化的机制尚不清楚。这项研究的重点是CENP-T和KMN的有丝分裂相特异性结合，并旨在阐明如何通过将细胞生物学分析与冷冻电子显微镜相结合来创建功能性有丝分裂相。今年，我们基于MIS12复合物和CENP-T之间的结构预测，使用培养细胞进行了突变分析，KMN的组成因子之一是MIS12复合物和CENP-T结合的两个结合接口。这些结果之一表明，它是由MIS12复合物的磷酸化调节的。此外，结果表明，磷酸化的CENP-T和MIS12复合物在两个结合界面以外的区域中相互结合。从这些结果中可以认为，CENP-T和MIS12复合物的结合至少具有三个结合界面，并且这些结合分别通过MIS12复合物和CENP-T的磷酸化来协调。此外，已经从与细胞分裂相同步的培养细胞中建立了蛋白质纯化方法，以通过质谱鉴定磷酸化位点，并通过冷冻电子显微镜分析MIS12复合物和CENP-T复合物的结构方面。