紡錘体における力学的情報伝達機構の研究－形状の対称性と染色体分配における意義－

本研究は、細胞分裂中期に形成される紡錘体形状の左右対称性に着目したものである。紡錘体は、染色体を娘細胞へと正確に分配させるための装置として機能している。紡錘体は微小管を主要な骨格として構成されており、様々な分子モーターが発生する力のバランスによって形状が維持されていると考えられている。しかしながら、この力のバランスが紡錘体の左右対称な形状にどのように寄与しているのかは明らかになっていない。そこで本研究では、微小ガラス針を用いて紡錘体を直接変形、力学計測を行うことで、紡錘体の左右対称性に対する力のバランスの寄与を検証した。昨年度までに、紡錘体は外力によって変形されると、その変形に応じて新たに対称性を獲得できる能力があることを発見した。特に、阻害剤によってタル型となった紡錘体が、ガラス針による変形によって二極形状となったことは、生化学的な作用によって異常をきたした紡錘体形状が、力学的な作用によって正常な状態へと回復したことを示しており、特筆すべきものと言える。そこで、この結論をより確かなものとすべく、本研究でこれまで用いてきた阻害剤以外のものでも同様の効果が得られるかどうか、検証中である。また、この研究の過程で得られた結果の一部について、独立した論文として執筆中である。この検証作業と並行し、新たなプロジェクトの立ち上げを行った。人工的な細胞分裂系の構築である。アフリカツメガエルの卵抽出液を、細胞膜の主要構成要素であるリン脂質のリポソームに封入し、擬似的な細胞環境を再現する。このリポソーム内で紡錘体を形成し、分裂後期へと抽出液の環境を移行させることで、任意のタイミングで染色体分配を誘導できる系を構築することが目的である。このプロジェクトの予備実験の中で、液滴内における自発的な細胞質回転流動を発見しており、こちらに関してはまもなく論文を投稿する予定である。

本研究は、細胞分裂中期に形成される紡錘体形状の左右対称性に着目したものである。紡錘体は、染色体を娘細胞へと正確に分配させるための装置として機能している。紡錘体は微小管を主要な骨格として構成されており、様々な分子モーターが発生する力のバランスによって形状が維持されていると考えられている。しかしながら、この力のバランスが紡錘体の左右対称な形状にどのように寄与しているのかは明らかになっていない。そこで本研究では、微小ガラス針を用いて紡錘体を直接変形、力学計測を行うことで、紡錘体の左右対称性に対する力のバランスの寄与を検証した。昨年度までに、紡錘体は外力によって変形されると、その変形に応じて新たに対称性を獲得できる能力があることを発見した。特に、阻害剤によってタル型となった紡錘体が、ガラス針による変形によって二極形状となったことは、生化学的な作用によって異常をきたした紡錘体形状が、力学的な作用によって正常な状態へと回復したことを示しており、特筆すべきものと言える。そこで、この結論をより確かなものとすべく、本研究でこれまで用いてきた阻害剤以外のものでも同様の効果が得られるかどうか、検証中である。また、この研究の過程で得られた結果の一部について、独立した論文として執筆中である。この検証作業と並行し、新たなプロジェクトの立ち上げを行った。人工的な細胞分裂系の構築である。アフリカツメガエルの卵抽出液を、細胞膜の主要構成要素であるリン脂質のリポソームに封入し、擬似的な細胞環境を再現する。このリポソーム内で紡錘体を形成し、分裂後期へと抽出液の環境を移行させることで、任意のタイミングで染色体分配を誘導できる系を構築することが目的である。このプロジェクトの予備実験の中で、液滴内における自発的な細胞質回転流動を発見しており、こちらに関してはまもなく論文を投稿する予定である。