スピンドルチェックポイントに感知されない異数体生成の分子メカニズムの解明

異数体生成を阻止するチェックポイント遺伝子として酵母で遺伝的に同定され特徴づけられたMad2タンパク質は、多細胞体であるヒトではヘテロ変異でも高頻度の異数体生成を引き起こすことから、がん化抑制に重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。CENP-AホモログCnp1やその局在化因子Mis6の温度感受性変異株では、明らかに高頻度の染色体分配異常が観察されるが、それらの異常はスピンドルチェックポイントによって感知されずに細胞周期が進行してしまう。これら高頻度で異数体を生成する変異株で何故チェックポイントが活性化しないのかを明らかにすることで、がん悪性化に伴う異数体生成を阻止する方策を考案しようと計画した。まず同調培養したcnp1やmis6変異株と野生株の細胞周期の進行をモニターし比較すると、確かにこれらの変異株では通常のタイミングでM期が進行し、チェックポイントが活性化していないことが確認できた。これらの変異株ではセントロメア領域の対合が異常になることを明らかにしているので、染色体間の対合状態とチェックポィントの活性化の関係をさらに解析した。S期における染色体対合に欠損を持つmis4およびrad21変異株では、cnp1やmis6変異株とは異なり、一旦Mad2依存的なチェックポイントが活性化し、その後、染色体分配異常が起こることがわかった。この際、セントロメア特異的クロマチン構造は、正常に保たれていることを示した。従って、少なくとも染色体腕部の対合が正常で、なおかつセントロメア特異的クロマチン構造が崩壊していると、細胞はスピントルチェックポイントを発動できずに異数体生成が起こる可能性があることが明らかとなった。

異数体生成を阻止するチェックポイント遺伝子として酵母で遺伝的に同定され特徴づけられたMad2タンパク質は、多細胞体であるヒトではヘテロ変異でも高頻度の異数体生成を引き起こすことから、がん化抑制に重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。CENP-AホモログCnp1やその局在化因子Mis6の温度感受性変異株では、明らかに高頻度の染色体分配異常が観察されるが、それらの異常はスピンドルチェックポイントによって感知されずに細胞周期が進行してしまう。これら高頻度で異数体を生成する変異株で何故チェックポイントが活性化しないのかを明らかにすることで、がん悪性化に伴う異数体生成を阻止する方策を考案しようと計画した。まず同調培養したcnp1やmis6変異株と野生株の細胞周期の進行をモニターし比較すると、確かにこれらの変異株では通常のタイミングでM期が進行し、チェックポイントが活性化していないことが確認できた。これらの変異株ではセントロメア領域の対合が異常になることを明らかにしているので、染色体間の対合状態とチェックポィントの活性化の関係をさらに解析した。S期における染色体対合に欠損を持つmis4およびrad21変異株では、cnp1やmis6変異株とは異なり、一旦Mad2依存的なチェックポイントが活性化し、その後、染色体分配異常が起こることがわかった。この際、セントロメア特異的クロマチン構造は、正常に保たれていることを示した。従って、少なくとも染色体腕部の対合が正常で、なおかつセントロメア特異的クロマチン構造が崩壊していると、細胞はスピントルチェックポイントを発動できずに異数体生成が起こる可能性があることが明らかとなった。