DNA結合能を有するキネシン様モーターKidの染色体分配における機能と制御機構

細胞分裂期の分裂装置・染色体の複雑な動きには微小管を足場とする複数のモーター分子の協調的な働きが不可欠であり、その制御機構の解明は分裂期研究における重要な課題の一つである。Kidは染色体結合領域を有するキネシン様モーター分子である。染色体腕を紡錘体に沿って運搬し、中期板に整列させる働きを担うことが示されているが、制御機構については未知であった。本研究において、昨年度はKidの制御機構の一つとして、Cdc2によるThr463のリン酸化の重要性を明らかにした。今年度は引き続きこのリン酸化制御の生理的意義を追求すると共にKidの発現抑制を行うことにより以下のことを明らかにした。1.KidにはCdc2によるリン酸化がその結合能を抑制する第2の微小管結合領域が存在するが、Kidの微小管結合能は非リン酸化状態の第2の微小管結合領域が存在することにより、モーター領域のみの場合に比較し約5倍高まる。2.モーター領域と第2の微小管結合領域が存在することにより、Kidは微小管を束化する活性を持つ。3.RNAi法によりKidの発現を抑制したHeLa細胞では分裂中期の染色体整列異常に加え、紡錘体の極間長の短縮がおこる。また後期における染色体分配にも異常が見られる。4.第2の微小管結合領域は分裂中期/後期移行時のKidの局在変化に重要である。これらの結果から、Kidは染色体整列に加え紡錘体微小管の安定化および分裂後期の染色体分配においても重要な役割を担っており、それには第2の微小管領域を介する強い微小管結合能や束化による微小管安定化能が重要であることが示唆された。また、Cre-loxPシステムを利用したコンディショナルKid遺伝子欠損細胞株を得た。今後はこの細胞株を利用しKidの制御機構をより詳細に解析することを通し、分裂期がスムーズに進行するメカニズムの一端を明らかにしたい。

細胞分裂期の分裂装置・染色体の複雑な動きには微小管を足場とする複数のモーター分子の協調的な働きが不可欠であり、その制御機構の解明は分裂期研究における重要な課題の一つである。Kidは染色体結合領域を有するキネシン様モーター分子である。染色体腕を紡錘体に沿って運搬し、中期板に整列させる働きを担うことが示されているが、制御機構については未知であった。本研究において、昨年度はKidの制御機構の一つとして、Cdc2によるThr463のリン酸化の重要性を明らかにした。今年度は引き続きこのリン酸化制御の生理的意義を追求すると共にKidの発現抑制を行うことにより以下のことを明らかにした。1.KidにはCdc2によるリン酸化がその結合能を抑制する第2の微小管結合領域が存在するが、Kidの微小管結合能は非リン酸化状態の第2の微小管結合領域が存在することにより、モーター領域のみの場合に比較し約5倍高まる。2.モーター領域と第2の微小管結合領域が存在することにより、Kidは微小管を束化する活性を持つ。3.RNAi法によりKidの発現を抑制したHeLa細胞では分裂中期の染色体整列異常に加え、紡錘体の極間長の短縮がおこる。また後期における染色体分配にも異常が見られる。4.第2の微小管結合領域は分裂中期/後期移行時のKidの局在変化に重要である。これらの結果から、Kidは染色体整列に加え紡錘体微小管の安定化および分裂後期の染色体分配においても重要な役割を担っており、それには第2の微小管領域を介する強い微小管結合能や束化による微小管安定化能が重要であることが示唆された。また、Cre-loxPシステムを利用したコンディショナルKid遺伝子欠損細胞株を得た。今後はこの細胞株を利用しKidの制御機構をより詳細に解析することを通し、分裂期がスムーズに進行するメカニズムの一端を明らかにしたい。