八月三日,中国科技大学博士生导师姚雪彪教授带领的研究小组,在《PNAS》发表一项研究成果,题为“Dynamic localization of Mps1 kinase to kinetochores is essential for accurate spindle microtubule attachment”。这项研究对于有丝分裂过程中激酶Mps1活性在着丝粒上的时空动态,提供了新的机理性见解。
本文通讯作者姚雪彪博士,是教育部长江特聘教授,博士生导师、“国家自然科学杰出青年基金“获得者。1995年毕业于加州大学伯克利分校获细胞分子生物学博士学位,其后在加州大学圣迭亚哥分校从事细胞分裂调控博士后研究。1997年被聘为美国威斯康星州大学医学院助理教授,现任中国科学技术大学教授。2002年被聘为973项目“调控细胞增殖重要蛋白质作用网络的研究”首席科学家。近年来已在Nat Cell Biol、Nature Protocol、J Cell Biol、Mol Cell Proteomics、Mol Biol Cell、Oncogene和J Biol Chem等国际学术期刊发表学术论文80余篇。
在有丝分裂过程中,复制的基因组要忠实地分配到两个子细胞中,就依赖于适当的着丝粒-微管(MT)附着。着丝粒-MT附着缺陷,会导致染色体错误分离,从而导致非整倍性——癌症的一个标志。
为了保证正确的染色体分离,细胞利用纺锤体装配检查点(SAC),来监控着丝粒的双轴取向,并控制细胞分裂的中-后期过渡。细胞仅在SAC感到满足之后才进入细胞分裂后期,从而需要所有的着丝粒附着于MTs,并被合适地双向拉伸。作为SAC的核心组成部分,进化上保守的激酶单极纺锤体1(Mps1)一直都参与调控染色体排列,但是其潜在的分子机制仍不清楚。
在这项研究中,研究人员表明,Mps1包含一个内部区域用于着丝粒定位(IRK),毗邻肽重复序列结构域。重要的是,IRK区域决定着失活Mps1的着丝粒定位,无活性的Mps1的积累,可干扰染色体排列和有丝分裂进程。具体来说,IRK区域结合核分裂周期80复合物(Ndc80C),无活性的Mps1在着丝粒的积累,可阻止Ndc80C和纺锤体微管(MTs)之间的动态相互作用,从而导致异常的着丝粒附着。
因此,这些研究结果提出了一种先前未定义的机制,Mps1利用这种机制,通过编排Ndc80C–MT相互作用,在染色体排列中发挥作用,并强调了Mps1激酶活性精确时空调控以及着丝粒定位,在精确的有丝分裂进程中的重要性。
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