PLK1による分裂期における両極性紡垂体形成機構のメカニズムの解明

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我々は、PCS細胞に、bipolarキネシンであるEg5のインヒビターであるモナストロール処理を施すと、正常細胞では単極性紡錘体となりmitotic arrestを引き起こすのに対して、PCS細胞では、モナストロール存在下でも両極性紡錘体を形成し、またBubR1の欠損があるため、紡錘体形成チェックポイントをすり抜けてM期を脱出してしまうことを発見した。Eg5はCdkl/Cyclin BやAurora-Aによりリン酸化されて活性化され、そのモーター活性により両極性紡錘体を形成することが知られているが、PCS細胞では、Eg5非依存的に両極性紡錘体形成が引き起こされ、増殖を続けることがわかった。この結果から、我々は、Plklの活性が亢進しているPCS細胞では、Plklによって制御される未知のキネシンが存在し、そのキネシンの活性化により両極性紡錘体形成を引き起こすのではないかという仮説をたて検証したところ、microtubule depolymeraseであるKif2aがPlklにより分裂期に中心体上でリン酸化され、Kif2aが本来持っているmicrotubule depolymerase活性が一時的に抑制され、microtubuleが安定化する方向に傾いて両極性紡錘体形成が引き起こされことを見出した。またmetahase-anahase transitionの際、Plklが中心体上から離脱し、それに伴ってPlklによるKif2aのリン酸化が解除され、その結果、Kif2aが本来持っているmicrotubule depolymerase活性が急上昇し、姉妹染色分体が一気に両極に移動して細胞分裂が完了するというメカニズムを発見した(Izumi et al. submitted)。