Research Abstract
細胞質分裂に関わる隔膜形成体での微小管列拡大の機序
Mechanism of microtubule array expansion in the cytokinetic phragmoplast
2013年6月17日 Nature Communications 4 : 1967 doi: 10.1038/ncomms2967
陸上植物では、細胞質分裂に際して娘細胞の間を仕切るのは細胞板である。細胞板は当初、娘細胞の核の間に現れ、遠心的に広がって細胞膜に到達する。細胞板のこのような遠心的発達は、隔膜形成体微小管列の遠心的拡大によって進められるが、この拡大の基盤となる分子機構は分かっていない。我々は今回、隔膜形成体の微小管列が安定な微小管束と動的な微小管からなることを明らかにする。動的な微小管は、γチューブリンによって安定な微小管束上に形成される。動的微小管はプラス端が伸長し、隔膜形成体の先導端だけに新しい束が形成されていく。これと同時に、動的微小管は細胞板から離れ、それによってマイナス端の限られた分布状態が維持される。γチューブリン複合体の微小管束への付着、微小管形成、微小管束化の繰り返しと、それと同時に起こるマイナス端に向かう運動が、隔膜形成体の遠心的な発達を駆動すると我々は考える。
村田 隆1, 2, 佐野 俊夫3, 笹部 美知子4*, 野中 茂紀2, 5, 東山 哲也4**, 馳澤 盛一郎6, 町田 泰則4 & 長谷部 光泰1, 2
- 自然科学研究機構 基礎生物学研究所 生物進化研究部門
- 総合研究大学院大学 生命科学研究科 基礎生物学専攻
- 法政大学 生命科学部
- 名古屋大学大学院 理学研究科 生命理学専攻
- 自然科学研究機構 基礎生物学研究所 時空間制御研究室
- 東京大学大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
*現所属先：弘前大学 農学生命科学部 生物学科
**現所属先：名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所
In land plants, the cell plate partitions the daughter cells at cytokinesis. The cell plate initially forms between daughter nuclei and expands centrifugally until reaching the plasma membrane. The centrifugal development of the cell plate is driven by the centrifugal expansion of the phragmoplast microtubule array, but the molecular mechanism underlying this expansion is unknown. Here, we show that the phragmoplast array comprises stable microtubule bundles and dynamic microtubules. We find that the dynamic microtubules are nucleated by γ-tubulin on stable bundles. The dynamic microtubules elongate at the plus ends and form new bundles preferentially at the leading edge of the phragmoplast. At the same time, they are moved away from the cell plate, maintaining a restricted distribution of minus ends. We propose that cycles of attachment of γ-tubulin complexes onto the microtubule bundles, microtubule nucleation and bundling, accompanied by minus-end-directed motility, drive the centrifugal development of the phragmoplast.
