动点蛋白CSPP1和Bubin的功能研究

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细胞精确的自我复制是其生活史的重要组成部分,复制的高保真性在生物及物种的繁衍生息过程中举足轻重。在细胞复制过程中,包含在染色体中的父代遗传信息在经历诸多复杂的运动均匀地、准确无误地传递给两个子细胞。在有丝分裂期,动点微管动态性的调节介导了染色体的运动,对染色体在纺锤体赤道板上的队列以及围绕赤道板的摆动具有重要的作用,但是动点微管动态性的调控机理还不清楚。我们的研究发现CSPP1蛋白是一个新的动点蛋白,其动点定位依赖于Aurora B激酶的活性。抑制Aurora B的活性或者敲低其蛋白表达都将使CSPP1从动点上解离。我们还发现CSPP1与CENP-H相互作用,并且CENP-H介导了CSPP1在动点上的结合。抑制CSPP1的表达会影响染色体在纺锤体赤道板上的队列,从而导致有丝分裂细胞的阻断。这样的阻断是由持续激活的纺锤体检验点所介导的,因为在CSPP1抑制的中期细胞中,BubR1和Mad2的信号在动点上仍然存在。然而,CSPP1的抑制对于动点-微管之间的连接没有显著的影响。与CENP-H的功能相似,抑制CSPP1的表达显著影响染色体的摆动,但是染色体运动的速率却是增加的,说明动点微管的动态性增加。的确,通过PA-GFP-tubulin我们证实抑制CSPP1的表达会显著增强动点微管的动态性,而过表达CSPP1又会抑制动点微管的动态性,说明CSPP1对动点微管的动态性具有抑制作用。诚然,我们发现CSPP1能够结合微管解聚酶MCAK,抑制MCAK的ATP酶活性。有趣的是,CSPP1与CENP-H复合物一样,在姐妹动点上的定位具有一致的不对称性。综合以上的结果,我们提出在染色体的运动过程中,姐妹动点上张力不同,使后随动点上Aurora B激酶活性大于前导动点,导致CENP-H/CSPP1在后随动点上的定位较多,此动点上MCAK活性被CSPP1抑制,微管发生聚合;而前导动点上CENP-H/CSPP1较少,微管得以被解聚,从而动点两侧的微管协同介导染色体的运动。动点功能的发挥,依赖于各组分蛋白在动点上有效的定位。AuroraB、Mps1和Bub1这激酶在介导动点蛋白定位的过程中发挥关键的作用,然而其中的分子调控机理还不是特别的明了。我们通过生物信息学的手段发现了一个新的动点蛋白Bubin,抑制Bubin的表达导致细胞在有丝分裂期的阻断,并且严重影响动点与微管之间的连接,同时染色体之间的连接也受到显著影响。这些表型与抑制纺锤体检验点蛋白Bub1的表型类似,后续的实验结果表明Bubin能够与纺锤体检验点蛋白Bub1直接结合,介导Bub1及其下游蛋白在动点上的定位,并且Bubin能够显著增强Bub1的激酶活性。此外,我们发现Bubin与CPC复合物中的incenp相互结合,并且Bubin与AuroraB的动点定位相互依赖。以上结果表明Bubin参与调控AuroraB-Mps1-Bub1环路,介导动点蛋白在动点上的正确组装。综上所述,我的研究提示了微管结合蛋CSPP1在调控细胞有丝分裂过程中染色体运动的新机制及潜在构-效关联。此外,我的研究初步鉴定了一个新的Bub1/BubR1结合蛋白Bubin。我相信对Bub1/BubR1-Bubin信号通路的进一步功能研究将有助于我们系统地解析细胞有丝分裂过程中染色体稳定性维系的分子机制,为有关疾病的干预提供理论基础与平台技术。
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