微小管が染色体分配に能動的役割を果たすことを発見(Microtubules play an active role in chromosome distribution)

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2026-03-25 ロックフェラー大学

Rockefeller Universityの研究により、細胞分裂時の染色体分配において、微小管が単なる構造支持ではなく能動的な役割を果たすことが明らかになった。従来は微小管は染色体を引き離す“レール”のような存在と考えられていたが、本研究では微小管自体が力の調整や配置制御に関与し、正確な染色体分配を実現していることが示された。この発見は、細胞分裂の基本原理の理解を深めるとともに、染色体異常に起因する疾患(がんなど)の解明にも重要な手がかりを提供する。今後は、分裂機構の詳細解明や新たな治療戦略への応用が期待される。

微小管が染色体分配に能動的役割を果たすことを発見(Microtubules play an active role in chromosome distribution)
微小管に結合したNdc80複合体の構造。Ndc80複合体は、動原体における主要な微小管結合モジュールである。緑色:α-チューブリン、水色:β-チューブリン、濃青色:HEC1(Ndc80複合体のαサブユニット)、黄色:NUF2(Ndc80複合体のαサブユニット)。(画像提供:船引研究室)

<関連情報>

微小管は、正確な染色体分離のためにオーロラB基質の形状を誘導する Microtubules guide Aurora B substrate geometries for accurate chromosome segregation

Yiming Niu, Keith F. DeLuca, Randall H. Owen, Hide A. Konishi, […] , and Hironori Funabiki
Science Advances  Published:25 Mar 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aea2112

Abstract

Accurate chromosome segregation requires differential regulation of microtubule-binding substrates by Aurora B, the kinase subunit of the chromosomal passenger complex (CPC). How microtubules simultaneously up- and down-regulate Aurora B phosphorylation remains unclear. Devising a new cryo–electron microscopy workflow, we determined microtubule-bound structures of the CPC and key Aurora B substrates that resolve their phosphorylation sites, finding that microtubules can promote or restrict Aurora B–mediated phosphorylation depending upon binding geometry. The kinetochore Ndc80 complex oligomerizes on microtubules through multivalent interactions including its kinase recognition sites, sterically restricting kinase access to counteract phosphorylation-induced detachment. Attenuating this oligomerization compromised stable kinetochore-microtubule attachments and causes chromosome mis-segregation. Conversely, Aurora B recognition sites of the microtubule-depolymerase mitotic centromere–associated kinesin (MCAK) remain accessible on microtubules, explaining how microtubule-bound CPC can promote MCAK phosphorylation and inactivation. We propose that microtubule-guided substrate remodeling can serve as a general mechanism for controlling Aurora B–mediated phosphorylation during mitosis, which can coordinate diverse processes underlying faithful chromosome segregation.

細胞遺伝子工学
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