ユニット紹介

細胞機能教育研究部門
分子細胞制御ユニット

ユニットの目標

細胞分裂の乱れは個体発生の異常やがん化など重篤な影響を及ぼします。細胞分裂に先立ち染色体DNAが複製されることはよく知られていますが、様々な細胞構造(細胞小器官)も細胞周期に依存して複製、分離、再構築などが起こることで正常な細胞機能が維持されています。私達はこのような細胞構造の変動を司る機構の研究を通して、その異常による疾病の発症過程の解明に寄与すること、そして治療への応用を目指しています。

研究テーマ

研究テーマイメージ

1)中心体複製制御機構の研究

中心体は分裂期に双極紡錘体を形成し、染色体の均等分配に重要な役割を担います。そのために中心体は細胞周期につき1回だけ複製されますが、それが乱れると発がんに深く関わる染色体不安定性を引き起こします。私達は、中心体タンパク質kendrinが中心体複製を1回に限定する制御に関わることを発見しました。このkendrin遺伝子の欠損はヒトにおいて小頭症や小人症を引き起こすことも知られています。一方で、近年ダウン症の原因となる21トリソミーの細胞において、21番染色体に遺伝子座のあるkendrinが過剰に発現することで細胞の分化や分裂に必要な一次繊毛の形成が阻害されることもわかってきました。すなわち、kendrinの適切な発現は細胞の正常な分裂および分化において必須であるといえます。当ユニットでは、kendrinの機能を中心に解析し、中心体機能と細胞増殖制御の関係を明らかにしていくことを目指しています。

2)一次繊毛の形成機構の研究

一次繊毛は体のほとんどの細胞にあり、外界の刺激を受け取るアンテナとして働きます。一次繊毛が正しく形成されないと「繊毛症」と呼ばれる様々な種類の重篤な疾患を引き起こします。一次繊毛は静止期(G0期)に中心体を元に形成され、増殖刺激が入ると消失します。私達は、ノックアウトすることにより一次繊毛ができなくなる遺伝子を発見し、一次繊毛形成のどこに必要であるかを調べています。

3)ゴルジ体リボン構造およびゴルジ微小管形成機構の研究

タンパク質の翻訳後修飾や細胞内小胞輸送において重要な役割を果たすゴルジ体は、間期には中心体近傍に1つのリボン状構造をとり、細胞分裂時には断片化して娘細胞に分配され、その後再構築されます。また、ゴルジ体から形成される微小管(ゴルジ微小管)はゴルジ体構造の形成や、細胞移動に必要であることが知られています。私達は、ノックアウトするとゴルジ微小管が形成されず、ゴルジ体構造も異常になる遺伝子を発見し、その働きを解析しています。

発表論文

  • Imanishi A, Aoki Y, Kakehi M, Mori S, Takano T, Kubota Y, Kim HS, Shibata Y, Nishiwaki K. “Genetic interactions among ADAMTS metalloproteases and basement membrane molecules in cell migration in Caenorhabditis elegans” PLoS One. 15(12), 2020 (doi:10.1371/journal.pone.0240571)
  • Watanabe,K., Takao, D., Ito, K. K., Takahashi, M., Kitagawa, D. “The Cep57-pericentrin module organizes PCM expansion and centriole engagement” Nat. Commun. 10, 931, 2019 (doi:10.1038/s41467-019-08862-2)
  • Nakazaki, Y., Tsuyama, T., Azuma, Y., Takahashi, M., and Tada, S. “Mutant analysis of Cdt1's function in suppressing nascent strand elongation during DNA replication in Xenopus egg extracts” Biochem. Biophys. Res. Commun. 490, 1375-1380, 2017
  • Wang, J., Xu, H., Jiang, Y., Takahashi, M., Takeichi, M. and Meng, W. “CAMSAP3-dependent microtubule dynamics regulates Golgi assembly in epithelial cells” J. Genet. Genom. 44, 39-49, 2017
  • Sato, Y, Hayashi, K., Amano, Y., Takahashi, M., Yonemura, S., Hayashi, I., Hirose, H., Ohno, S. and Suzuki, A. “MTCL1 crosslinks and stabilizes non-centrosomal microtubules on the Golgi membrane” Nat. Commun. 5, 5266, 2014 (doi:10.1038/ncomms6266)
  • Matsuo, K., Ohsumi, K., Iwabuchi, M., Kawamata, T., Ono, Y., and Takahashi, M. “Kendrin Is a novel substrate for separase involved in the licensing of centriole duplication” Curr. Biol. 22, 915 -821, 2012

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