核構造構築に必要な核膜孔複合体タンパク質と染色体の相互作用の分子基盤の解明

阐明核孔复合蛋白与核结构构建所需染色体之间相互作用的分子基础

• 批准号: 22K06204
• 负责人: 淺川 東彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06204/
• 关键词: 核膜; 核膜孔; クロマチン; 染色体; 分裂酵母; 細胞核

真核細胞の染色体は核膜によって細胞質と分けられている。核内で必要な分子は核膜上にある核膜孔複合体を通じて細胞質から核内に輸送される。応募者は核膜孔複合体タンパク質が核－細胞質間の分子輸送装置として働くのに加え、染色体の機能にも何らかの関連を持つことも明らかにしているが詳細なメカニズムはまだ解明されていなかった。本研究は、核膜孔複合体と染色体の相互作用をイメージング、分子遺伝学、生化学の手法を用いて解析し、核膜孔複合体を構成するタンパク質と染色体の関係を明らかにすることを目的としている。2022年度の実績は次の通りである：(1)核膜孔タンパク質を介したタンパク質修飾の減数分裂における意義の解明：減数分裂は精子や卵子を生み出す特殊な核分裂の様式である。分裂酵母では核膜孔タンパク質Nup132の欠損により減数分裂での核タンパク質の異常な漏出と核分裂の異常が起こる。核タンパク質の漏出は、タンパク質修飾（SUMO化）を除去するタンパク質Ulp1がNup132欠損によりNPCからの解離することと相関しており、Ulp1を人為的にNPCにつなぎとめるとNup132を欠く変異株での核タンパク質の漏出はなくなり減数分裂は正常になった。質量分析法を用いて、SUMO化のターゲットタンパク質としてDNAトポイソメラーゼ2（Top2）を同定した。減数分裂時のセントロメアへの結合親和性は、SUMO化型Top2では増加し、低SUMO化型Top2-12KR変異体では低下した。これらの結果は、NPCによって制御されるTop2タンパク質のSUMO化の調節が減数分裂の進行に深く関与することを示唆している。(2)核膜タンパク質Ish1とLes1の相互作用の解明：ストレス応答性の核膜タンパク質Ish1、Les1が核膜内腔で相互作用し、その相互作用はLes1のC末端領域に依存していることが明らかになった。

Eukaryotic cells have <s:1> chromosomes, <s:1> nuclear membranes, によって cytoplasm, と fractions, けられて る る. The で necessary な molecules in the nucleus are transported on the nuclear membrane にある the nuclear membrane pore complex を through the じて cytoplasm ら ら in the nucleus に される. 応 raise those は nuclear pore complex タ ン パ ク qualitative が between nuclear and cytoplasmic の molecular conveyer と し て 働 く の に え, chromosome の function に も what ら か の masato even を hold つ こ と も Ming ら か に し て い る が detailed な メ カ ニ ズ ム は ま だ interpret さ れ て い な か っ た. This study は, nuclear pore complex と chromosome の interaction を イ メ ー ジ ン グ, molecular heritage 伝 science, biochemistry の gimmick を with い て parsing し, nuclear pore complex を す る タ ン パ ク qualitative と chromosome の masato を and Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. 2022 の be performance は times の tong り で あ る : (1) the nuclear pore タ ン パ ク qualitative を interface し た タ ン パ ク qualitative modified の meiosis に お け る の interpret: meiosis は を raw egg や sperm み out special な す fission の others type で あ る. Split yeast で は nuclear pore タ ン パ ク qualitative Nup132 の owe loss に よ り meiosis で の nuclear タ ン パ ク qualitative の な leaks out と fission の anomaly が up こ る. Nuclear タ ン パ ク qualitative の leakage は, タ ン パ ク qualitative modification (SUMO) を remove す る タ ン パ ク qualitative Ulp1 が Nup132 owe loss に よ り NPC か ら の dissociation す る こ と と phase masato し て お り, Ulp1 を man-made に NPC に つ な ぎ と め る と Nup132 を owe く - different strains で の nuclear タ ン パ ク qualitative の leakage は な く な り decreases A number split is になった normal になった. Quality analysis を with い て, SUMO の タ ー ゲ ッ ト タ ン パ ク qualitative と し て DNA ト ポ イ ソ メ ラ ー ゼ 2 (ranked by) with fixed し を た. During meiosis, <s:1> セ <e:1> トロメアへ トロメアへ <s:1> the affinity of トロメアへ binding increases, the sumoized Top2で <s:1> increases, and the low sumoized top2-12kr variant で <e:1> decreases た た. こ れ ら の results は, NPC に よ っ て suppression さ れ る ranked by タ ン パ ク qualitative の type mineralization の adjusting の が meiosis for に deep く masato and す る こ と を in stopping し て い る. (2) the nuclear membrane タ ン パ ク qualitative Ish1 と Les1 の interaction の interpret: ス ト レ ス 応 a sexual の nuclear membrane タ ン パ ク Ish1, Les1 が cavity で interaction in the nuclear membrane し, そ の interaction は Les1 に の C terminal field dependent し て い る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

A nuclear pore complex‐associated regulation of SUMOylation in meiosis

减数分裂中 SUMO 化的核孔复合体相关调控

• DOI: 10.1111/gtc.13003
• 发表时间: 2022
• 期刊: Genes to Cells
• 影响因子: 2.1
• 作者: Yang Hui‐Ju;Asakawa Haruhiko;Li Fu‐An;Haraguchi Tokuko;Shih Hsiu‐Ming;Hiraoka Yasushi
• 通讯作者: Hiraoka Yasushi

分裂酵母のIsh1タンパク質とLes1タンパク質は核膜の内腔で相互作用する

裂殖酵母 Ish1 和 Les1 蛋白在核膜腔内相互作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 淺川東彦;平野泰弘;信藤知子;原口徳子;平岡 泰
• 通讯作者: 平岡 泰

大阪大学大学院生命機能研究科 平岡研究グループホームページ

大阪大学研究生院前沿生物科学研究生院平冈研究小组主页

欧州分子生物学研究所（EMBL)(ドイツ)

欧洲分子生物学实验室 (EMBL)（德国）

National Health Research Inst. in Taiwan(その他の国・地域)

台湾国立卫生研究院（其他国家/地区）