細胞生物学：Ki-67は有糸分裂染色体を分散させる生物学的界面活性剤として働く
Nature 535, 7611 doi: 10.1038/nature18610
真核生物のゲノムは有糸分裂に当たって分割され、コンパクトで空間的にしっかり隔てられた構造を持つ物理的塊である染色体が作られる。このような構造をとることで染色体は互いに無関係に移動できるようになり、新たに生じた娘細胞のそれぞれにゲノムのコピーが1個ずつ間違いなく分配されるように分離する。有糸分裂染色体の空間構成に関する手掛かりが得られ、染色体表面に存在するタンパク質が見つかっているが、有糸分裂染色体の構造的個別性の基盤となる分子的、生物物理学的基盤についてはいまだによく分かっていない。本論文では、有糸分裂染色体の周縁成分の1つである増殖マーカータンパク質Ki-67（MKI67遺伝子にコードされる）が、核膜の分解後に染色体が崩れてひとかたまりのクロマチンになるのを防いでおり、それによって染色体の独立した運動や紡錘体との効率的な相互作用が可能になっていることを明らかにする。ヒトKi-67の染色体分離機能は、特定のタンパク質ドメインに限定されたものではなく、二次構造を失ったように見える短縮化変異体では、この分離機能とサイズや正味の電荷とに相関が見られる。このことから、Ki-67は立体的、静電的電荷障壁を形成すると考えられ、粒子や相分離した液滴を溶媒中で分散させる作用を持つ界面活性剤と同様の働きをしていることが示唆される。蛍光相関分光法によってKi-67は表面密度が高いことが分かり、タンパク質の両末端の二色蛍光標識からは分子が伸びたコンホメーションをとっていることが明らかになり、Ki-67は高分子界面活性剤に特徴的なブラシ状の配置をとっていることが示された。これらの知見は、哺乳類細胞での有糸分裂染色体周縁部の生体力学的役割を明らかにしており、細胞内での区画化の際に天然タンパク質が界面活性剤として機能する可能性を示している。
