【研究分野】分子遺伝学・分子生理学

【研究領域課題番号】04304057 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞質分裂 / アクチン繊維 / 微小管 / 中間径繊維 / 収縮環 / 分裂装置 / ダイニン / キネシン / 細胞接着装置 / ミオシン / リン酸化

【研究成果の概要】

(1)細胞質分裂:収縮環の形成には蛋白質リン酸化と低分子量G蛋白質rhoが関与していることが示唆された。(2)in vitro運動系:トロポミオシン-トロポニンはアクトミオシン相互作用におけるエネルギー変換効率を高めることが分かった。キネシン頭部の特定部位を基質に固定化し、キネシン頭部だけでも微小管を滑走させることを見いだした。(3)アクチン機能:テトラヒメナと粘菌のキメラアクチンを作製し、アクチンの機能部位を調べた結果、38-83アミノ酸配列がDNaseI結合を担うことが分かった。(4)細胞膜裏打ち構造:アンチセンスDNA法により、エズリン・ラディキシン・モエシン(ERM)がアクチン繊維の構築に関与していることを示した。またERMは細胞膜蛋白質CD44と直接結合することを示した。(5)分裂装置:微小管安定化剤であるヘキシレングリコールは3%未満では中期紡錘体を大きくし、染色体運動を遅める作用をした。(6)色素細胞運動:白色素胞の運動がモーター蛋白質と微小管の相互作用で起こることを示した。また黒色素胞の色素顆粒凝集に先立つCaイオン濃度の上昇を観察した。(7)脳微小管:抗チューブリン抗体E3B8のエピトープが全てのα-チューブリンアイソタイプに共通の432-452のアミノ酸配列領域に存在することを明らかにした。(8)微小管の動的性質:微小管はMAPS結合位置で脱重合相から重合相へスイッチすることが示された。MAPSのこの微小管安定化能はMPFによるリン酸化で消失した。22SダイニンはATP感受性結合をし、微小管を安定化することが分かった。(9)中間径繊維:ウシ脊髄のニューロフィラメントにはタイプ2A蛋白質フォスファターゼが結合しニューロフィラメントの構造維持に働いていることが分かった。細胞質分裂期の中間径繊維キナーゼの候補としてCa-CaM依存性キナーゼが考えられた。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1992 - 1993

【配分額】13,000千円 (直接経費: 13,000千円)

【研究分野】分子遺伝学・分子生理学

【研究領域課題番号】01304059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞骨格 / アクチン-ミオシン / ダイニン-チュ-ブリン / 動的不安定性 / 再構成運動系 / ニュ-ロフイラメント / 分裂装置 / 微小管 / アクチンーミオシン / ダイニンーチュ-ブリン / in vitro再構成運動系 / Map2 / ヤリイカの巨大神経 / 収縮環 / adherence junction / 鞭毛外腕欠如株

【研究成果の概要】

生物体における骨格は、支持構造としての不変性と、生体の成長に伴う可変性をあわせもつことが要求される。この2つの相反した機能は、生体の構成単位である細胞にも要請されている。主にアクチンーミオレン系とチュ-ブリンーダイニン系から構成されている細胞骨格は細胞内で恒常的にあるいは細胞周期に同調して、骨格たる重合体と可変性を担う単量体との間に、量的変動をくり返しながら、要請された機能発現を充足している。二つでは生成するばかりでなく、消滅することもまた重要な機能の一つである。本研究はこれらの系の動的性質がいかに細胞の機能と密接に関連しているかを細胞運動を中心とした個々の系の具体例について、各々の研究者が計画に従って解析を行った。(1)微小管の動的不安定性がMaps,dynenの結合によっていかに制御されているかを解折し、dynenの効果はMapsー微小管とPCー微小管で異なることを、Map2では結合si北が脱重合の停止重合の開始点であることを確定した。(2)回転分子モ-タ-の解析。dyneinとmyosinについて再構成運動系を用い、又クレオタイド特異性、ATP加水分解連度と運動の連さとの相図は高くないことを知った。平溶筋シオシン、車軸藻シオシンを用いた運動の極性、アクチン分子内切標品の運動速度について興味ある結果を得た。(3)細胞内で機能分化した微小管の構成について、ウニ卵分裂装置で調べた結果、紡錘体 状体の微小管は異なるアイソタイプチュ-ブリニから構成されていることがわかった。(4)ニュ-ロフィラメントの機能とリン酸化についてはHサブユニットの尾部のリン酸化は微小管との相互作用に、トリプレット蛋白の頭部は繊維の断片代に関与していることが明らかとなった。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1989 - 1990

【配分額】13,300千円 (直接経費: 13,300千円)

【研究分野】動物発生・生理学

【研究領域課題番号】01304005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

卵核胞 / 卵成熟促進因子 / サイクリン / ヌクレオプラズミン / ヒストンH1サブタイプ / 収縮環 / アクチン / 卵割溝 / cdc2蛋白質 / 精子前核 / 抗チュ-ブリン抗体 / 分裂溝 / S期 / 卵成熟分裂 / 卵熟成促進因子 / 分裂装置 / 表層細胞質 / アクチン繊維

【研究成果の概要】

ヒトデ卵母細胞から卵核胞を効率よく大量に分離する方法を確立し、それを用いて細胞分裂周期に伴う卵の「かたさ」の変化、卵成熟促進因(MPF)の増幅因子、および精子前核誘導因子等を生化学的に解析するための実験系が確立した(根本)。ヒトで成熟卵から得たサイクリンmRNAを注射すると、同種卵のみならずカエルの卵成熟も誘導される。このmRNAを基にサイクリンcDNAをクロン化してその塩基配列を決定した。サイクリンは未成熟卵に既に存在し、リン酸化型cdc2蛋白質と複合体をつくって不活性MPFを形成しているが、cdc2蛋白質の脱リン酸化によりこの複合体がヒストンH1キナ-ゼ活性をもつに至ったのがMPF活性である。サイクリンの蛋白質分解によりMPFは不活化され、分裂期の終了がもたらされる(岸本)。カエル成熟卵抽出物を用いた無細胞系に界面活性剤処理した精子を加えて前核を誘導し、プロタミンが体細胞型ヒストンに置換される過程を解析した。ブロタミンは卵細胞質に含まれる卵核胞由来のヌクレオプラズミンによって精子核から非酵素的にすバやく離脱し、代わりに体細胞型ヌクレオソ-ムコアヒストン群が加わるが、H1は前核および卵割期を通じて特異なサブタイプHIXから成る(片桐)。細胞質分裂の際に現われる収縮環は、軽鎖をリン酸化されたミオシンが集合してアクチン繊維を組織化することにより形成される。収縮環の形成を調節する蛋白質のひとつデパクチンがアクチント結合する部位を決定し、またGーアクチンの重合を阻害するプロフィリンの一次構造を決定した(馬渕)。両生類の卵割溝形成の誘導および分裂溝の進行のいずれもがコルヒチン、ウ“ィンブラスチンにより阻害され、微小管が分裂面での収縮構造の形成に直接関与することが示唆された(沢井)。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1989 - 1990

【配分額】11,300千円 (直接経費: 11,300千円)