保存されたタンパク質Ｍａｄ１によるスピンドルチェックポイント不活性化機構の解明

染色体分配が正しく起きるためには、すべての染色体が分裂装置であるスピンドルの中央部に整列する必要がある (染色体整列)。未整列の染色体が存在するまま染色体分配が起きると、染色体が不均等に分配してしまい、細胞死や癌化につながる。そこで細胞はこのような事態を回避するために以下の二つのシステムを備えている。①スピンドルチェックポイント②キネシンモーターによる染色体整列の促進これらのシステムは、同時期(分裂前期)に、同じ場所(動原体)で、同じ目的(染色体整列の完了)のために働くにも関わらず、分子レベルでの繋がりは明らかになっていなかった。昨年度の研究成果により、分裂酵母とヒトにおいてスピンドルチェックポイント因子Mad1がチェックポイントを活性化するだけでなく、キネシンモーターを動原体に局在化させることが明らかになった。これは、チェックポイントと染色体整列が分子レベルで繋がっていることを示唆しているが、具体的にMad1がどのようにしてキネシンモーターを動原体に局在化させているかは未知のままであった。今年度の研究により分裂酵母とヒトにおいて、Mad1はそのN末端領域を介してキネシンと直接結合することが分かった。真核生物におけるMad1のN末端領域のアミノ酸配列を比較したところ、種間で進化的に保存されたモチーフが存在したため、モチーフに変異を導入したところ、分裂酵母でもヒトでもキネシンとの結合が失われた。このMad1のモチーフ変異体は細胞内において、キネシンを動原体に局在化させることができず、染色体整列にも異常が見られた。以上の結果から、Mad1は保存されたモチーフを介してキネシンを動原体に局在化させ、染色体整列を促進していることが分かった。今年度の研究成果により、Mad1がどのようにして「スピンドルチェックポイント」と「染色体整列」とを統合的に制御しているのかが明らかになった。

染色体分配が正しく起きるためには、すべての染色体が分裂装置であるスピンドルの中央部に整列する必要がある (染色体整列)。未整列の染色体が存在するまま染色体分配が起きると、染色体が不均等に分配してしまい、細胞死や癌化につながる。そこで細胞はこのような事態を回避するために以下の二つのシステムを備えている。①スピンドルチェックポイント②キネシンモーターによる染色体整列の促進これらのシステムは、同時期(分裂前期)に、同じ場所(動原体)で、同じ目的(染色体整列の完了)のために働くにも関わらず、分子レベルでの繋がりは明らかになっていなかった。昨年度の研究成果により、分裂酵母とヒトにおいてスピンドルチェックポイント因子Mad1がチェックポイントを活性化するだけでなく、キネシンモーターを動原体に局在化させることが明らかになった。これは、チェックポイントと染色体整列が分子レベルで繋がっていることを示唆しているが、具体的にMad1がどのようにしてキネシンモーターを動原体に局在化させているかは未知のままであった。今年度の研究により分裂酵母とヒトにおいて、Mad1はそのN末端領域を介してキネシンと直接結合することが分かった。真核生物におけるMad1のN末端領域のアミノ酸配列を比較したところ、種間で進化的に保存されたモチーフが存在したため、モチーフに変異を導入したところ、分裂酵母でもヒトでもキネシンとの結合が失われた。このMad1のモチーフ変異体は細胞内において、キネシンを動原体に局在化させることができず、染色体整列にも異常が見られた。以上の結果から、Mad1は保存されたモチーフを介してキネシンを動原体に局在化させ、染色体整列を促進していることが分かった。今年度の研究成果により、Mad1がどのようにして「スピンドルチェックポイント」と「染色体整列」とを統合的に制御しているのかが明らかになった。