細胞質分裂の正常な完了に必要な極性制御タンパク質分解メカニズムの解析

細胞質分裂の完了に失敗すると細胞は癌化しやすくなる。そこで細胞質分裂の正常な完了の分子メカニズムを解明して癌化の抑制につなげるために、真核細胞のシンプルなモデルであり遺伝学的解析に強い出芽酵母をツールとして用いて、様々な細胞骨格制御タンパク質の挙動を検討したところ、分裂リングの形成に必要なフォーミン（直鎖状アクチン重合因子）が重要な制御を受けていることが明らかになった。出芽酵母ゲノム中には二つのフォーミンが存在し、両方の遺伝子を破壊すると致死となる。一つ目のフォーミンBnr1は分裂期前期に分裂面に局在し、その後分裂期後期に脱局在する。それと同時に、入れ替わるように二つ目のBni1が分裂面に局在して分裂リングを形成する。Bnr1はMARKキナーゼによりリン酸化されることで分裂面に局在し、その後脱リン酸化されることで脱局在することが明らかになった。一方Bniは分裂期前期に分解を受け、その後急激に増加することが分かった。このように２つのフォーミンが適切なタイミングで交替することが、その後の正常な分裂リングの形成、そして細胞質分裂の完了に必要な分子スイッチとして機能すると考えられる。さらにこのメカニズムが進化的に保存されているかどうかを検討するために、マウス(NIH3T3)やヒト(Hela)の培養細胞を用いて検討したところ、BniのホモログであるmDia2が分裂期前期に分解されていることが分かった。さらにBni1と同様に、分裂期の進行に従いタンパク質量が急激に増加することが明らかになった。これらの結果を受けて、現在はBnr1のホモログが出芽酵母の場合と同様にリン酸化・脱リン酸化による制御を受けているかどうかを検討している。以上より、出芽酵母において見出されたフォーミンの交替という分子スイッチがヒトなど高等真核生物においても進化的に保存されていることが示唆された。

細胞質分裂の完了に失敗すると細胞は癌化しやすくなる。そこで細胞質分裂の正常な完了の分子メカニズムを解明して癌化の抑制につなげるために、真核細胞のシンプルなモデルであり遺伝学的解析に強い出芽酵母をツールとして用いて、様々な細胞骨格制御タンパク質の挙動を検討したところ、分裂リングの形成に必要なフォーミン（直鎖状アクチン重合因子）が重要な制御を受けていることが明らかになった。出芽酵母ゲノム中には二つのフォーミンが存在し、両方の遺伝子を破壊すると致死となる。一つ目のフォーミンBnr1は分裂期前期に分裂面に局在し、その後分裂期後期に脱局在する。それと同時に、入れ替わるように二つ目のBni1が分裂面に局在して分裂リングを形成する。Bnr1はMARKキナーゼによりリン酸化されることで分裂面に局在し、その後脱リン酸化されることで脱局在することが明らかになった。一方Bniは分裂期前期に分解を受け、その後急激に増加することが分かった。このように２つのフォーミンが適切なタイミングで交替することが、その後の正常な分裂リングの形成、そして細胞質分裂の完了に必要な分子スイッチとして機能すると考えられる。さらにこのメカニズムが進化的に保存されているかどうかを検討するために、マウス(NIH3T3)やヒト(Hela)の培養細胞を用いて検討したところ、BniのホモログであるmDia2が分裂期前期に分解されていることが分かった。さらにBni1と同様に、分裂期の進行に従いタンパク質量が急激に増加することが明らかになった。これらの結果を受けて、現在はBnr1のホモログが出芽酵母の場合と同様にリン酸化・脱リン酸化による制御を受けているかどうかを検討している。以上より、出芽酵母において見出されたフォーミンの交替という分子スイッチがヒトなど高等真核生物においても進化的に保存されていることが示唆された。