Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

細胞分裂 / 細胞質分裂 / 収縮環 / アクチン / ミオシン / 細胞 / タンパク質 / 微細構造 / 生体分子 / シグナル伝達 / 電子顕微鏡 / 細胞周期 / 細胞運動

細胞質分裂は収縮環の収縮によって細胞が中央部からくびり切れることによりおこる。私は分裂酵母の収縮環ー細胞膜複合体（細胞ゴースト）を単離し、ATPを加えて収縮環を人為的に収縮させることに初めて成功した。この実験系を用い、アクチンの脱重合は収縮そのものには必須ではないことなどいくつかの性質を明らかにできた。また収縮環形成の際のアクチンの分裂位置への集合にはミオシンVが関与していることが示唆された。ウニ卵の分裂溝にアクチン重合を促進するuDiaがアクチンと共存することも示した。さらにカエル卵抽出液を人工脂質膜に封入することにより、脂質膜小胞中でアクチンの流れが起こることを見いだした。

細胞性粘菌 / 細胞質分裂 / シグナル伝達 / RasGAP / IQGAP / RhoファミリーGTPase

細胞質分裂は、細胞分裂の最後に細胞質が二分される段階であるが、等価な娘細胞を複製するために、時間的・空間的に厳密に制御されている。本研究は、細胞質分裂の分子細胞生物学的研究に有利な細胞性粘菌を用い、細胞質分裂の制御に関わるタンパク質の同定と機能解析を目的としている。平成13年度は、まず、細胞性粘菌のESTプロジェクトから見いだした新規RasGAPであるGAPCについて、全長クローニングと配列決定をしたうえで、細胞内での高発現により懸濁培養時に多核化することを明らかにした。GAPCはRasGAPのなかでもGAP1ファミリーに属し、リン脂質特にIP4との結合が予想される。既に示されたように、細胞性粘菌でRasGの遺伝子破壊をすると同様に多核化することから、GAPCはRasGのGAPとして働くことで細胞質分裂に関わるものと考えられた。また、細胞質分裂に関わるタンパク質間の相互作用を解析する目的で酵母細胞質内での相互作用を解析可能なcytotrap two hybridシステムを検討した。細胞質分裂に関わるIQGAP様タンパク質GAPAをbeitとして検索した結果、GAPAと融合しているSOSタンパク質とライブラリーの中に豊富にあるRasGとの間に結合が起こり、そのバックグラウンドでスクリーニングが困難になっていることが判明し、現在のところこの方法ではGAPA結合タンパク質は見いだされていない。現在RasG欠損株からcDNAライブラリーを作り直してスクリーニングに向けて準備中である。

細胞質分裂 / 細胞性粘菌 / シグナル伝達

細胞質分裂は、細胞分裂の最後に細胞質が二分される段階であるが、等価な娘細胞を複製するために、時間的・空間的に厳密に制御されている。本研究は、細胞質分裂の分子細胞生物学的碩究に有利な細胞性粘菌を用い、細胞質分裂の制御に関わるタンパク質の同定と機能解析を目的としている。これまで、細胞質分裂変異株を利用して,IQGAP様タンパク質GAPAと新規タンパク質CykAを同定した。平成10年度は,CykAタンパク質の機能解析を中心に研究を展開した。まず,細胞質分裂における形態変化をtimelapse videoを用いて観察したところ,CykA欠損細胞では、分裂溝の形成は正常に起こるが、GAPA欠損細胞と同様、中央体の分離にある頻度で失敗するため細胞が多核化することがわかった。また,ヘマグルチニン(HA)エビトーブとの融合タンパク質を作成し,CYkA欠損株で発現させたところ,HA-CykAはCykA欠損株の細胞質分裂の欠陥を相補した。この細胞を用いて間接蛍光抗体法によりHA-CykAの局在を検討したところ、CykAは細胞の表層に局在し,細胞質分裂中は,娘細胞のleading edgeに強く濃縮するパターンを示した。さらに,CykA欠損細胞においても、ミオシンの分裂溝への局在は正常に見られた。これらのことから、CykAは,分裂溝の形成や収縮よりむしろ,娘細胞の分離のための細胞運動に関わっている可能性が示唆された。さらに,CykAの,普遍的な機能を明らかにするため,ESTの配列データベースに対するホモロジー検索で得られた部分配列をもとに、ヒト(2種)とラット(1種)由来のCykA類似タンパク質のcDNAをクローニングし,その全塩基配列を決定した。現在、これらCykA類似タンパク質の機能を解析するため、動物培養細胞系による検討を開始した。

【研究連携者】
臼倉治郎	名古屋大学	エコトピア科学研究所	教授	(Kakenデータベース)
孤嶋慎一郎	学習院大学	理学部	助教	(Kakenデータベース)
柏﨑隼	学習院大学	理学部	助教	(Kakenデータベース)

【研究協力者】
柏﨑隼
高木智子
BALASUBRAMANIAN Mohan K.
INOUE Shinya