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細胞生物学:核膜の組み立て異常が有糸分裂時のエラーと染色体粉砕を結び付ける

Nature 561, 7724 doi: 10.1038/s41586-018-0534-z

核膜の構造または完全性の異常はさまざまなヒト疾患に関連している。一般的な核異常の1つである微小核は、がんでよく観察される壊滅的な変異過程である染色体粉砕(クロモスリプシス)の起源となる。染色体粉砕は微小核が自発的に核膜の完全性を喪失した後に起こり、それによって染色体断片が形成される。核膜の破壊により、DNAは細胞質に露出し、自然免疫の炎症性シグナル伝達が開始する。その重要性にもかかわらず、微小核の核膜の脆弱性の基盤は分かっていない。今回我々は、微小核に核膜の組み立て異常が見られることを示す。遅滞染色体上には「コア」の核膜タンパク質のみが効率的に組み立てられる一方、核膜孔複合体(NPC)などの「非コア」の核膜タンパク質は組み立てられない。その結果、微小核は核膜やゲノムの完全性に必要な重要なタンパク質を適切に搬入できない。紡錘体微小管が、遅滞染色体上でのNPCなどの非コア核膜タンパク質の組み立てを阻止しており、核膜組み立ての不可逆的な異常を引き起こすことが分かった。これに応じて、誤分離した染色体を紡錘体から離れた所に位置させる実験的な操作により、微小核において、核膜組み立ての異常が修正され、核膜の自発的破壊が防止され、DNA損傷が抑制された。従って、後生動物細胞の有糸分裂からの脱出では、染色体分離と核膜組み立ては、有糸分裂時の紡錘体解体のタイミングによって緩く調整されるだけといえる。正確なチェックポイント制御がないことは、有糸分裂からの脱出の際に、エラーが頻繁に起こり、壊滅的なゲノム再編成の引き金になることが多い理由の説明になるかもしれない。

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