細胞分裂時に紡錘体の形成と配向を制御する細胞極性蛋白質複合体の作用機構

多細胞生物の発生過程では、対称分裂と非対称分裂が協調して行われる。ショウジョウバエの神経幹細胞における非対称分裂では、Pins, Inscuteable, Mudからなる細胞極性蛋白質複合体がこの過程を制御することが知られており、これらのタンパク質は線虫から哺乳類に至るまで保存されている。本研究の目的は、哺乳類細胞の細胞周期における細胞極性蛋白質複合体の調節機構の解明である。昨年度までに、Mudの哺乳類ホモログであるNuMAと分裂期に協調して働く分子の探索を行い、新規なNuMA結合蛋白質(NuBP1)を同定していた。また、ヒト培養細胞であるHeLa細胞において、NuMAおよびNuBP1が分裂期特異的に紡錘体極に共局在することを明らかにしていた。本年度は、NuMA-NuBP1複合体形成の分裂期における役割を検討した。HeLa細胞において、RNA干渉法により内在性NuBP1の発現を抑制すると、双極性の紡錘体形成は阻害され単極性の紡錘体が形成され、紡錘体極へのNuMAの集積が減少した。更に、NuBP1の発現を抑制した細胞のうち、双極性の紡錘体を形成した細胞を観察したところ、紡錘体極へのNuMAの集積減少と共に、分裂中期における赤道面への染色体整列の阻害が見られた。同様の染色体整列阻害は、NuMAの発現を抑制させた細胞においても観察された。NuMAの紡錘体極への局在には、微小管上のモータータンパク質であるdyneinが関与することが知られている。そこで、内在性dyneinの発現を抑制すると、NuBP1は紡錘体極に局在するにも関わらず、NuMAの集積は見られなかった。これらの細胞においても、染色体整列が阻害されていた。以上の結果から、dyneinによって紡錘体極に運ばれたNuMAが、NuBP1と結合し紡錘体極にアンカーされることで染色体整列を制御すると考えられる。

多細胞生物の発生過程では、対称分裂と非対称分裂が協調して行われる。ショウジョウバエの神経幹細胞における非対称分裂では、Pins, Inscuteable, Mudからなる細胞極性蛋白質複合体がこの過程を制御することが知られており、これらのタンパク質は線虫から哺乳類に至るまで保存されている。本研究の目的は、哺乳類細胞の細胞周期における細胞極性蛋白質複合体の調節機構の解明である。昨年度までに、Mudの哺乳類ホモログであるNuMAと分裂期に協調して働く分子の探索を行い、新規なNuMA結合蛋白質(NuBP1)を同定していた。また、ヒト培養細胞であるHeLa細胞において、NuMAおよびNuBP1が分裂期特異的に紡錘体極に共局在することを明らかにしていた。本年度は、NuMA-NuBP1複合体形成の分裂期における役割を検討した。HeLa細胞において、RNA干渉法により内在性NuBP1の発現を抑制すると、双極性の紡錘体形成は阻害され単極性の紡錘体が形成され、紡錘体極へのNuMAの集積が減少した。更に、NuBP1の発現を抑制した細胞のうち、双極性の紡錘体を形成した細胞を観察したところ、紡錘体極へのNuMAの集積減少と共に、分裂中期における赤道面への染色体整列の阻害が見られた。同様の染色体整列阻害は、NuMAの発現を抑制させた細胞においても観察された。NuMAの紡錘体極への局在には、微小管上のモータータンパク質であるdyneinが関与することが知られている。そこで、内在性dyneinの発現を抑制すると、NuBP1は紡錘体極に局在するにも関わらず、NuMAの集積は見られなかった。これらの細胞においても、染色体整列が阻害されていた。以上の結果から、dyneinによって紡錘体極に運ばれたNuMAが、NuBP1と結合し紡錘体極にアンカーされることで染色体整列を制御すると考えられる。