チューブリンアイソタイプの違いは微小管動態の多様性に寄与するか？

多くの生物では、微小管を構成するα－およびβ－チューブリンには複数のアイソタイプが存在する。本研究では線虫初期胚で発現するβ－チューブリン（TBB-1とTBB-2）に着目し、チューブリンアイソタイプがin vivoにおける微小管動態の多様性に寄与するかを検証した。昨年度までに、TBB-1とTBB-2は線虫1細胞期胚における発現量が異なることやそれぞれの欠損胚における微小管ダイナミクスが異なることが明らかになった。以上の結果をふまえ、今年度は以下の解析を行った。TBB-1とTBB-2の発現量の違いを介して微小管動態に異なる影響を及ぼす可能性が考えられた。そこで、線虫1細胞期胚におけるβ-チューブリンの総量を変化させることなく、すべての微小管をTBB-1あるいはTBB-2により形成させるために、ゲノム編集技術（CRISPR-Cas9法）を用いてTBB-1とTBB-2のORFを置き換えた線虫株をそれぞれ作製した。これら２種類の遺伝子置換株に加え、野生型株とTBB-1およびTBB-2のそれぞれの欠損株の計５種類の株を用いて、TBB-1およびTBB-2の細胞内組成（濃度と比率）の違いが微小管動態に及ぼす影響を検証した。細胞内のβ-チューブリンの総量が等しいとき、TBB-1はTBB-2より伸長から短縮に切り替わる頻度が高い不安定な微小管を形成し、紡錘体がより激しく振動した。さらに、β-チューブリンの総量が減少すると微小管の伸長速度が遅くなり、紡錘体の振動が激しくなった。以上の結果から、TBB-1とTBB-2が形成する微小管のダイナミクスはそれぞれ異なり、これら２種のチューブリンアイソタイプの細胞内組成（濃度と比率）の違いがin vivoにおいて多様な微小管ダイナミクスを生み出すことが明らかになった。以上の研究結果はJournal of Cell Scienceに掲載予定である。

多くの生物では、微小管を構成するα－およびβ－チューブリンには複数のアイソタイプが存在する。本研究では線虫初期胚で発現するβ－チューブリン（TBB-1とTBB-2）に着目し、チューブリンアイソタイプがin vivoにおける微小管動態の多様性に寄与するかを検証した。昨年度までに、TBB-1とTBB-2は線虫1細胞期胚における発現量が異なることやそれぞれの欠損胚における微小管ダイナミクスが異なることが明らかになった。以上の結果をふまえ、今年度は以下の解析を行った。TBB-1とTBB-2の発現量の違いを介して微小管動態に異なる影響を及ぼす可能性が考えられた。そこで、線虫1細胞期胚におけるβ-チューブリンの総量を変化させることなく、すべての微小管をTBB-1あるいはTBB-2により形成させるために、ゲノム編集技術（CRISPR-Cas9法）を用いてTBB-1とTBB-2のORFを置き換えた線虫株をそれぞれ作製した。これら２種類の遺伝子置換株に加え、野生型株とTBB-1およびTBB-2のそれぞれの欠損株の計５種類の株を用いて、TBB-1およびTBB-2の細胞内組成（濃度と比率）の違いが微小管動態に及ぼす影響を検証した。細胞内のβ-チューブリンの総量が等しいとき、TBB-1はTBB-2より伸長から短縮に切り替わる頻度が高い不安定な微小管を形成し、紡錘体がより激しく振動した。さらに、β-チューブリンの総量が減少すると微小管の伸長速度が遅くなり、紡錘体の振動が激しくなった。以上の結果から、TBB-1とTBB-2が形成する微小管のダイナミクスはそれぞれ異なり、これら２種のチューブリンアイソタイプの細胞内組成（濃度と比率）の違いがin vivoにおいて多様な微小管ダイナミクスを生み出すことが明らかになった。以上の研究結果はJournal of Cell Scienceに掲載予定である。