核膜サブドメインを形成する分子基盤と形成機構の解析

真核生物が進化の過程で獲得した核膜は、遺伝子を封入して遺伝子機能を担う因子群を濃縮するだけでなく、高次クロマチン構築の足場として遺伝子機能を支える細胞内構造である。核膜とクロマチンの物理的・機能的繋がりを探るため、核膜に存在する最も顕著な構造体である核膜孔複合体に注目し、その挙動を調べた。その結果、核膜孔複合体の分布が細胞分裂終期に核膜が形成されるときに定まること、また、その分布がG1初期の細胞運命が決定される時期に崩れること、更に、核膜孔複合体の分布にlaminなどの核内膜因子が積極的に寄与することを明らかにしてきた。細胞機能に即して規則的に変化する核膜上のこの領域を核膜サブドメインと名付けた。膜貫通型の核膜孔複合体因子や異なるサブドメインに局在する核内膜因子の各々に、異なる蛍光タンパク質を付加して同時に2種タンパク質を安定に発現する細胞株を取得し、ライブ観察を行った。その結果、核膜形成初期に核内膜や核膜孔複合体などの因子群が染色体側部にまず集積し、その後、染色体上を局在化することでサブドメインが形成されることを確認した。この過程を生化学的に解析するため、取得した安定発現株の、分裂期のセミインタクト細胞を作成した。そのセミインタクト細胞に細胞抽出液とATPを添加すると、添加した因子に依存して、膜貫通型の核膜因子が染色体側部にターゲットし、更に、染色体上を局在化することがわかった。生細胞で見られる核膜形成初期反応を、in vitroで再構築できたことを示す結果である。蛍光チューブリンを加えると、この再構成では、紡錘体形成も再現され、核膜因子の局在化に関与することを示唆する結果を得ている。この系を利用することにより、核膜形成を担う可溶性因子や核膜因子の局在化機構、並びに、核膜因子を集積させる染色体側要素の、生化学的解析が可能になる。当初の研究目的を十分に達成したと考える。

真核生物が進化の過程で獲得した核膜は、遺伝子を封入して遺伝子機能を担う因子群を濃縮するだけでなく、高次クロマチン構築の足場として遺伝子機能を支える細胞内構造である。核膜とクロマチンの物理的・機能的繋がりを探るため、核膜に存在する最も顕著な構造体である核膜孔複合体に注目し、その挙動を調べた。その結果、核膜孔複合体の分布が細胞分裂終期に核膜が形成されるときに定まること、また、その分布がG1初期の細胞運命が決定される時期に崩れること、更に、核膜孔複合体の分布にlaminなどの核内膜因子が積極的に寄与することを明らかにしてきた。細胞機能に即して規則的に変化する核膜上のこの領域を核膜サブドメインと名付けた。膜貫通型の核膜孔複合体因子や異なるサブドメインに局在する核内膜因子の各々に、異なる蛍光タンパク質を付加して同時に2種タンパク質を安定に発現する細胞株を取得し、ライブ観察を行った。その結果、核膜形成初期に核内膜や核膜孔複合体などの因子群が染色体側部にまず集積し、その後、染色体上を局在化することでサブドメインが形成されることを確認した。この過程を生化学的に解析するため、取得した安定発現株の、分裂期のセミインタクト細胞を作成した。そのセミインタクト細胞に細胞抽出液とATPを添加すると、添加した因子に依存して、膜貫通型の核膜因子が染色体側部にターゲットし、更に、染色体上を局在化することがわかった。生細胞で見られる核膜形成初期反応を、in vitroで再構築できたことを示す結果である。蛍光チューブリンを加えると、この再構成では、紡錘体形成も再現され、核膜因子の局在化に関与することを示唆する結果を得ている。この系を利用することにより、核膜形成を担う可溶性因子や核膜因子の局在化機構、並びに、核膜因子を集積させる染色体側要素の、生化学的解析が可能になる。当初の研究目的を十分に達成したと考える。