染色体を次世代に継承する基盤である「動原体」を維持する仕組みを発見

詳細は 早稲田大学Webサイト をご覧ください。

早稲田大学大大学院先進理工学研究科博士課程（研究当時）の平井 隼人（ひらい はやと）および博士課程1年の正垣 佑樹（しょうがき ゆうき）、同大理工学術院の佐藤 政充（さとう まさみつ）教授による研究グループは、染色体を次世代に継承するための基盤となる動原体を安定的に維持するしくみを発見しました。動原体が正しく形成されない場合、あるいは動原体が崩壊してしまう場合には、染色体が不均等に分配されるリスクが高まり、細胞のがん化を引き起こす可能性があります。本研究により、染色体を均等に分配するための普遍的で重要なシステムが明らかになったことで、このシステムを標的とした新たながん治療薬の開発などにも結びつくことが期待されます。

本研究成果は、Nature Researchが提供するオープンアクセス・ジャーナル『Communications Biology』にて、2022年8月15日（月）にオンラインで掲載されました。

概要図 : 染色体を次世代へと継承するための基盤となる「動原体」を維持するしくみ

■研究の波及効果や社会的影響

私たち研究グループは以前に、染色体上にCENP-Aを「供給」する新規因子を発見していました。そして今回の研究では、供給されたCENP-Aを失わないように「維持」するしくみと、それを司る因子を発見することができました。そもそも、Mis6（CENP-I）はCENP-Aを「供給」する因子だと考えられていましたが、今回の私たちの研究成果は、Mis6の未知の機能を見いだしたものです。

細胞は何回分裂を繰り返しても、染色体のセントロメア領域が動原体の形成場所として維持されたまま、継承されていきます。そしてそれは親の代から子の代へと世代を受け継ぐ際も同じで、世代を超えても染色体のセントロメア領域が常に動原体として引き継がれます。専門的に言えば、動原体は世代を超えてエピジェネティックに受け継がれています。これは、いかなる場面でもCENP-Aが失われずに「維持」されることと密接に関係しており、本研究によって、CENP-Aを維持する機構が明らかになったことで、動原体のエピジェネティクスのしくみが解明できつつあると将来を展望しています。

また、近年の研究で、胃がんや乳がん細胞ではヒトCENP-I（分裂酵母Mis6）が過剰に発現していることが報告されています。私たちが今回明らかにしたメカニズムと合わせて考えると、CENP-I（Mis6）の異常な過剰発現によって、染色体上の正しい位置に正しい量のCENP-Aが存在すべきだというバランスが崩れてしまい、染色体の分配が異常になり、最終的にがん化につながったと考えられます。がん化のメカニズムには様々なものがありますが、この場合は過剰なCENP-Iの作用を抑えてあげることで、がん化を阻止することができるかもしれません。今回の研究を皮切りに、CENP-Iとがん細胞との関係性を探ることで、CENP-Iを標的としたがん治療薬の開発などに結びつくことが期待されます。

■研究者のコメント

世界中の研究者の多くがCENP-Aを「供給」する仕組みについて調べる中、あえてニッチな「維持」する仕組みに目を向けて研究を粘り強く続けてきました。その結果、意外な因子が意外な方法でCENP-Aを維持しているという、非常に重要な発見をすることが出来たと考えています。

■論文情報

雑誌名：Communications Biology

論文名：The Mis6 inner kinetochore subcomplex maintains CENP-A nucleosomes against centromeric non-coding transcription during mitosis

執筆者名（所属機関名）：平井 隼人 1,2、正垣 佑樹1、佐藤 政充1,3,4
1. 早稲田大学 大学院先進理工学研究科 生命医科学専攻
2. 東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻
3. 早稲田大学 先端生命動態研究所
4. 早稲田大学 構造生物・創薬研究所

掲載予定日時：8月15日（月）

掲載URL：https://doi.org/10.1038/s42003-022-03786-y

DOI：10.1038/s42003-022-03786-y