ショウジョウバエ神経幹細胞の非対称分裂における三量体G蛋白質経路の役割

細胞内因子等の非対称性な局在を利用して異なる姉妹細胞を産みだす非対称分裂は、多様な細胞を作り出す為の必須過程である。典型的な非対称分裂が観察されるショウジョウバエ神経幹細胞は、神経幹細胞自身と神経母細胞に分裂する。その際、非対称に局在した細胞運命決定因子が分裂方向と一致し、選択的に神経母細胞に分配される事が、神経細胞の運命決定に重要である。以前の我々の研究により、神経幹細胞や胚上皮細胞の分裂方向がPinsと三量体G蛋白質αiサブユニット(Gαi)を介した共通のメカニズムで制御されている事が示唆された事から、Pins/Gαi複合体は何らかの因子を介して紡錘体極を自身の方向へ引き寄せる機能を持つと考えられた。この因子を同定する為にショウジョウバエの胚からPinsの免疫沈降を行った所、coiled-coil構造を持つMud蛋白質の共沈降を検出した。この蛋白質の特異抗体を作製しその局在を調べた所、PinsやGαiと神経幹細胞のアピカル側細胞膜表層で共局在し、かつ中心体周囲にも局在する事が判明した。Mud蛋白質の細胞膜表層での局在はPins/Gαiに依存していた。mud変異体の神経幹細胞では、分裂方向の異常が観察された事より、Mud蛋白質とPins/Gαiとの相互作用は神経幹細胞の分裂方向の制御に関与しているものと考えられた。さらに、mud変異体の神経幹細胞では中心体形成の異常も観察された事より、中心体周囲に局在するMud蛋白質は、Pins/Gαiとは独立に、中心体の正常形成に関与している事が示唆された。これらの結果より、Mud蛋白質は、神経幹細胞においてPins/Gαiを介した分裂方向の制御と、中心体の正常形成の2重の機能を担っている事が強く示唆された。

細胞内因子等の非対称性な局在を利用して異なる姉妹細胞を産みだす非対称分裂は、多様な細胞を作り出す為の必須過程である。典型的な非対称分裂が観察されるショウジョウバエ神経幹細胞は、神経幹細胞自身と神経母細胞に分裂する。その際、非対称に局在した細胞運命決定因子が分裂方向と一致し、選択的に神経母細胞に分配される事が、神経細胞の運命決定に重要である。以前の我々の研究により、神経幹細胞や胚上皮細胞の分裂方向がPinsと三量体G蛋白質αiサブユニット(Gαi)を介した共通のメカニズムで制御されている事が示唆された事から、Pins/Gαi複合体は何らかの因子を介して紡錘体極を自身の方向へ引き寄せる機能を持つと考えられた。この因子を同定する為にショウジョウバエの胚からPinsの免疫沈降を行った所、coiled-coil構造を持つMud蛋白質の共沈降を検出した。この蛋白質の特異抗体を作製しその局在を調べた所、PinsやGαiと神経幹細胞のアピカル側細胞膜表層で共局在し、かつ中心体周囲にも局在する事が判明した。Mud蛋白質の細胞膜表層での局在はPins/Gαiに依存していた。mud変異体の神経幹細胞では、分裂方向の異常が観察された事より、Mud蛋白質とPins/Gαiとの相互作用は神経幹細胞の分裂方向の制御に関与しているものと考えられた。さらに、mud変異体の神経幹細胞では中心体形成の異常も観察された事より、中心体周囲に局在するMud蛋白質は、Pins/Gαiとは独立に、中心体の正常形成に関与している事が示唆された。これらの結果より、Mud蛋白質は、神経幹細胞においてPins/Gαiを介した分裂方向の制御と、中心体の正常形成の2重の機能を担っている事が強く示唆された。