Cep97はショウジョウバエの中心窩構造の完全性と繊毛形成に必要であることを明らかにした

Cep97 Is Required for Centriole Structural Integrity and Cilia Formation in Drosophila.

• Jeroen Dobbelaere
• Marketa Schmidt Cernohorska
• Martina Huranova
• Dea Slade
• Alexander Dammermann

抄録

セントリオールは、セントロソームと繊毛の形成に関与する非常に精巧な微小管ベースの構造体である。任意の組織内で種や組織間でかなりのばらつきがあるにもかかわらず、その大きさは本質的に一定である [1, 2]。遠心円柱の直径は、カートホイールの内部足場構造の寸法によって設定されていますが [3]、どのようにして遠心円柱の長さがこれほど正確に設定され、多くの細胞分裂にわたって安定的に維持されるのかはよく理解されていません。Cep97とCP110は、遠心分離器の遠位端に局在する保存タンパク質であり、脊椎動物では遠心分離器の伸長を制限することが報告されている[4, 5]。ここでは、ショウジョウバエメラノガスターにおけるCep97の機能を調べた。その結果、Cep97がハエの複数の組織における完全長の求心極の形成に必須であることを明らかにした。さらに、微小管脱アセチル化酵素Sirt2がCep97のインタラクターであることを明らかにした。Sirt2の欠失も同様に遠心極の大きさに影響を与える。興味深いことに、アセチラーゼAtat1の欠失も同様に影響しており、安定化アセチルマークの喪失は遠心分離器の完全性を損なうことを示している。Cep97とCP110は、もともと脊椎動物の培養細胞における繊毛形成の阻害因子として同定されており[6]、CP110の欠損は基底体成熟のマーカーとして広く用いられている。一方、ショウジョウバエでは、Cep97は基底体から一過性にしか除去されないようであり、Cep97の欠損は繊毛形成を強く阻害する。以上の結果から、Cep97が保護キャップの一部として機能し、微小管アセチル化機構と協働して求心体の安定性を維持することで、繊毛形成の適切な機能に不可欠な機能を発揮するというモデルを支持するものである。

Centrioles are highly elaborate microtubule-based structures responsible for the formation of centrosomes and cilia. Despite considerable variation across species and tissues within any given tissue, their size is essentially constant [1, 2]. While the diameter of the centriole cylinder is set by the dimensions of the inner scaffolding structure of the cartwheel [3], how centriole length is set so precisely and stably maintained over many cell divisions is not well understood. Cep97 and CP110 are conserved proteins that localize to the distal end of centrioles and have been reported to limit centriole elongation in vertebrates [4, 5]. Here, we examine Cep97 function in Drosophila melanogaster. We show that Cep97 is essential for formation of full-length centrioles in multiple tissues of the fly. We further identify the microtubule deacetylase Sirt2 as a Cep97 interactor. Deletion of Sirt2 likewise affects centriole size. Interestingly, so does deletion of the acetylase Atat1, indicating that loss of stabilizing acetyl marks impairs centriole integrity. Cep97 and CP110 were originally identified as inhibitors of cilia formation in vertebrate cultured cells [6], and loss of CP110 is a widely used marker of basal body maturation. In contrast, in Drosophila, Cep97 appears to be only transiently removed from basal bodies and loss of Cep97 strongly impairs ciliogenesis. Collectively, our results support a model whereby Cep97 functions as part of a protective cap that acts together with the microtubule acetylation machinery to maintain centriole stability, essential for proper function in cilium biogenesis.

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