低分子量G蛋白質Rhoの細胞分裂における役割の解析

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細胞分裂では、まずは染色体が分裂期紡錘体とそれに結合するモーター蛋白質の働きにより二つに分離される。この過程は染色体分離もしくは核分裂とよばれる。次に核分裂の結果生じた二つの核と細胞質成分が、細胞質分裂と呼ばれる過程により二つの娘細胞に分配される。これまでは微小管とアクチンという細胞骨格のそれぞれが核分裂と細胞質分裂を担当しているといする考え方が一般的であった。しかし最近、染色体分離におけるアクチンの関与を示唆する所見が私達のグループを含むいくつかの研究室より報告され、従来の染色体分離は微小管の働きだけで十分という説が覆された。RhoファミリーGTPasesはアクチンおよび微小管細胞骨格の細胞内動態を制御する鍵分子であり、細胞質分裂を制御する中心的な蛋白質として知られているが、核分裂への関与については明らかではなかった。最近、私たちは、このRhoGTPasesのひとつであるCdc42とその標的蛋白質mDia3が、分裂期微小管と動原体の結合を制御することにより染色体分離に重要な役割を果たしていることを明らかにした。これらの研究を遂行する過程で、私達はmDiaアイソフォームのmDia1とmDia2が細胞辺縁部でアクチンおよび微小管の動態を制御することにより、分裂期紡錘体と細胞辺縁部との結合に基本的な役割を果たしている可能性を示唆する結果を得た。本研究課題では、RNA干渉法、免疫染色法、免疫沈降法、生細胞画像法を用いた研究から、mDia1とmDia2およびMyosin-Xが細胞辺縁部で協調して働き、アクチン細胞骨格と微小管を結びつけることにより、分裂期紡錘体の方向と位置を決めていることが明らかになった。これらの研究成果は細胞が増殖時の分裂軸決定のメカニズムを明らかにしたもので、正常な組織構造を維持するための分子機構を理解する上での重要な知見を与えた。