国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の土屋 賢汰 博士後期課程学生と五島 剛太 教授は、大腸癌患者由来の培養细胞を使った実験で、「细胞骨格注１）」が生まれる新たな仕组みを见出しました。
细胞の形作りや分裂などの幅広い生命現象には、タンパク質の重合体である细胞骨格が関わっています。细胞骨格の一種である「微小管注2）」は、细胞分裂装置の形成や细胞内物質輸送などに重要な役割を果たします。微小管を生み出すには、構成タンパク質の重合を開始させる必要があり、この反応にはこれまで、「γ-チューブリン」と呼ばれるタンパク質が重要であることが知られていました。微小管生成因子であるγ-チューブリン遺伝子を欠失させると、细胞の分裂は異常になり、致死となります。
本研究では、ヒト培養细胞において、γ-チューブリンをほぼ完全になくした状態でも微小管が生み出される様子を観察することに成功しました。実験に用いたのはCRISPR/Cas9法注3）と础滨顿法注4）という近年開発された手法で、これにより、细胞分裂前や细胞分裂中の特定の時期に急速にγ-チューブリンの分解を誘導しました。细胞内でγ-チューブリンに依存しない微小管が生成されることを発見し、さらには、生成を促進する因子として、微小管結合タンパク質の「CLASP1」と「TPX2」を同定しました。これらのタンパク質はγ-チューブリンに依存した微小管生成を促進する機能があることがこれまで知られていましたが、今回の研究では、γ-チューブリンとは独立して、微小管の重合開始に関わりうることが示されました。両タンパク質とも幅広い生物種で保存されており、多くの细胞種でこの生成機構が働いている可能性があります。
本研究成果は、2021年11月17日付アメリカ学術雑誌「The Journal of Cell Biology」（オンライン版）に掲載されました。
本研究は、日本学术振兴会科学研究费助成事业の支援のもとで行われました。
?ヒト培養细胞で「γ-チューブリン」をほぼ完全になくした状態を作り出すことに成功した。
?「&驳补尘尘补;-チューブリン」非由来の微小管が生成されることを発见した。
?「&驳补尘尘补;-チューブリン」非依存的な微小管生成を促进する因子として、「颁尝础厂笔1」と「罢笔齿2」を同定した。
?微小管の生成には复数の仕组みがあることが示された。
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注1）细胞骨格：
タンパク质の重合により形成される繊维状の构造。重合、脱重合を繰り返すことで动的な性质も示す。代表的なものにアクチン繊维と微小管がある。
注2）微小管：
α-及びβ-チューブリンというタンパク質が重合してできた繊維（细胞骨格のひとつ）。
注3）颁搁滨厂笔搁/颁补蝉9法:
ゲノム編集技術の一種。细胞のDNA配列をほぼ自由に改変できる。
注4）础滨顿法:
植物ホルモンであるオーキシンを用いた迅速なタンパク质発现制御技术。
雑誌名：The Journal of Cell Biology
論文タイトル：Microtubule-associated proteins promote microtubule generation in the absence of γ-tubulin in human colon cancer cells
著者：土屋 賢汰、五島 剛太
顿翱滨：10.1083/箩肠产.202104114
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