細胞分裂に伴う転写因子の非対称分配の解析

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ショウジョウバエの神経幹細胞は、非対称に分裂する際、神経の運命決定因子である転写因子ProsperoやNotchシグナルの制御因子Numbを姉妹細胞に不等分配する。本研究では、そのメカニズムと背後にある細胞極性の分子実体を明らかにすることを目標とした。Prosperoのアダプター分子であるMirandaの細胞内局在をを指標として、神経幹細胞の非対称性を制御する因子を系統的に検索することを行った。その結果、がん抑制遺伝子giant larvae(lgl)及びdiscs large(dlg)の変異体で、Mirandaが神経幹細胞とその姉妹細胞に等しく分配されることが判明した。分子遺伝学的解析の結果次のことを我々は明らかにした。1)この二つの遺伝子の変異体では、神経幹細胞の非対称分裂に際し、Mirandaはもとより、同様に不等分配されるNotchシグナルの抑制因子Numbも等分配されてしまう。従って、両者は、今まで知られている全ての神経運命決定因子の局在に必要とされる。2)二つのがん抑制遺伝子は神経幹細胞の細胞表層に分布し、機能する。3)両がん抑制因子の関係については、dlgがlglの局在に必要とされることから、dlgがlglの上位に位置すると考えられる。4)lglの温度感受性変異株を用いた実験により、神経幹細胞の分裂期の開始後、まさに運命決定因子・アダプター分子複合体がbasal側に局在する過程にlglが機能する。5)遺伝的な解析と薬理学的な方法から、lglは複数のmyosin分子種の活性を制御することにより、運命決定因子・アダプター分子複合体の細胞表層への局在に働くことが示唆された。