着丝粒蛋白质复合物CENP-L-N的组装动态性与功能研究
批准号:
31871359
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
窦震
依托单位:
学科分类:
C0704.细胞命运及重编程
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘迎迎、丁明瑞、桂萍、刘思凯、黄亚彬、张悦
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中文摘要
有丝分裂的错误会产生非整倍体子细胞,危害个体发育与健康。着丝粒染色质与动粒的正确组装则是有丝分裂精准完成的前提。内层动粒即CCAN网络为外层动粒的组装提供结构基础,同时也调控了着丝粒的稳定遗传。因此,阐明CCAN的功能与组装具有重要科学意义。CENP-L-N是CCAN的一个亚复合物,其功能和动粒定位机制仍尚未被阐明。我们拟利用knock-in/out细胞系/RNA干扰与成像技术相结合的手段研究CENP-L-N复合物的有丝分裂功能,阐明CENP-L-N如何促进染色体排列和染色体震荡。我们将利用多种生化手段阐明CENP-L-N和其他CCAN组分特别是CENP-H-I-K-M复合物相结合的分子基础和生理意义。我们还将解析在细胞周期中CENP-N在动粒动态定位的动力学特征,探究CENP-N的翻译后修饰及其功能。通过本项目的实施,我们预期研究结果将增进对动粒的功能与动态组装的认识。
英文摘要
The failure of faithful chromosome segregation during mitosis will generate aneuploidy daughter cells and chromosomal instability (CIN). CIN will drive aggressive tumorigenesis by allowing tumor to evolve rapidly and acquire malignant transformation ability. The accurate assembly of centromere chromatin and kinetochore is the prerequisite of faithful mitotic progression. Inner kinetochore, also called constitutive centromere associated network (CCAN), provide structural basis for the assembly of outer kinetochore. Moreover, CCAN also plays a function in the CENP-A centromere deposition (centromere identity maintenance). Therefore, elaborating the function and assembly of CCAN is of great value to promote the health of human being. CENP-L-N is a key subcomplex of CCAN. However, the detailed function and molecular mechanism of CENP-L-N remain poorly understood. In this proposal, we aim to explore the function of CENP-L-N in chromosome alignment and chromosome oscillation using the combination of knock-out cell line, knock-in cell line and RNAi. We will explore the biochemical basis of cross-talk between CENP-L-N and CENP-H-I-K-M by multiple biochemical study methods and will also address physiological function of interaction of CENP-L-N with CENP-H-I-K-M. Through the establishment of SNAP-tag cell line, we will dissect the dynamic centromere deposition of CENP-N in cell cycle using biophotonics methods. Last, we also aim to identify the post-translational modification (PTM) of CENP-N and explore the function of key PTMs. Overall; we aim to address the function of CENP-L-N in accurate mitosis and its role in CCAN assembly plasticity. We hope our research will provide novel knowledge for the elucidation of function and assembly of centromere/kinetochore.
高等真核生物的个体发育和物种延续,离不开细胞有丝分裂。为了完成精准的细胞有丝分裂,染色体着丝粒部位的动粒必须在细胞周期过程中正确地组装。CENP-N蛋白是动粒内层CCAN复合物中的关键组分,直接结合CENP-A核小体,并且和CENP-L形成亚复合物。为此,解析CENP-LN复合物的动态组装和功能具有重要的科学意义。在本项目中,我们对CENP-N的功能和磷酸化调控、CENP-L/N的DNA结合活性进行了详细解析。我们的研究发现CDK1激酶在分裂期磷酸化CENP-N并鉴定了S299位是关键的磷酸化位点。通过免疫共沉淀实验,我们发现S299的模拟磷酸化破坏了CENP-L/N的相互结合。进一步对S299A、S299D突变体的定位和表型进行了研究,发现模拟磷酸化导致CENP-N在着丝粒定位强度减弱和有丝分裂染色体排列错误的发生。有趣的是,不可磷酸化的S299A突变体也导致相对温和的有丝分裂错误。这部分结果揭示了CENP-N磷酸化调控了CENP-LN复合物的动态组装,保证了精准的有丝分裂。我们与结构生物学课题组合作解析了人源CCAN复合物的冷冻电镜结构。国际上两个课题组也几乎同时发表了人源CCAN的结构解析。在CCAN复合物中,CENP-N不再直接结合CENP-A核小体,而是整个CCAN复合物形成一个“隧道”,缠绕了CENP-A核小体延伸的连接DNA。在CCAN复合物中,CENP-LN位于中心位置,和DNA具有广泛的结合。我们对CENP-N、CENP-L的潜在的DNA结合残基的突变体进行了研究,发现CENP-N和CENP-L的DNA结合活性对于两者在分裂期的着丝粒定位都是至关重要的。同时,活细胞成像实验表明CENP-N和CENP-L的DNA结合活性对于精准的有丝分裂进程也是必需的。这部分结果为动粒的组装和功能的分子机制提供了新的见解。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
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专利列表
AMPKα2 activation by an energy-independent signal ensures chromosomal stability during mitosis.
AMPKα2 通过能量独立信号激活确保有丝分裂期间染色体的稳定性
DOI:10.1016/j.isci.2021.102363
发表时间:2021-04-23
期刊:iScience
影响因子:5.8
作者:Lu J;Huang Y;Zhan L;Wang M;Xu L;Mullen M;Zang J;Fang G;Dou Z;Liu X;Liu W;Garcia-Barrio M;Yao X
通讯作者:Yao X
DOI:10.1038/s41422-019-0189-9
发表时间:2019-06
期刊:Cell Research
影响因子:44.1
作者:Huijuan Yu;Fengrui Yang;Peng Dong;S. Liao;Wei Liu;Gangyin Zhao;Bo Qin;Zhen Dou;Zhe Liu;Wei Liu;J. Zang;J. Lippincott-Schwartz;Xing Liu;X. Yao
通讯作者:Huijuan Yu;Fengrui Yang;Peng Dong;S. Liao;Wei Liu;Gangyin Zhao;Bo Qin;Zhen Dou;Zhe Liu;Wei Liu;J. Zang;J. Lippincott-Schwartz;Xing Liu;X. Yao
Mps1 dimerization and multisite interactions with Ndc80 complex enable responsive spindle assembly checkpoint signaling
MPS1 二聚化和与 Ndc80 复合体的多位点相互作用可实现响应性主轴装配检查点信号传导
DOI:10.1093/jmcb/mjaa006
发表时间:2020-07-01
期刊:JOURNAL OF MOLECULAR CELL BIOLOGY
影响因子:5.5
作者:Gui, Ping;Sedzro, Divine M.;Dou, Zhen
通讯作者:Dou, Zhen
DOI:10.3390/cells8030278
发表时间:2019
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Zhen Dou;Diogjena Katerina Prifti;Ping Gui;Xing Liu;Sabine Elowe;Xuebiao Yao
通讯作者:Xuebiao Yao
Dynamic phosphorylation of CENP-N by CDK1 guides accurate chromosome segregation in mitosis.
CDK1 对 CENP-N 的动态磷酸化指导有丝分裂中准确的染色体分离
DOI:10.1093/jmcb/mjad041
发表时间:2023-11-27
期刊:Journal of molecular cell biology
影响因子:5.5
作者:
通讯作者:
细胞周期蛋白Cyclin B2与纺锤体检验点蛋白Mad2相互作用的功能解析
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:窦震
- 依托单位:
蛋白激酶Mps1在动粒动态定位的分子机制与效应研究
- 批准号:31671407
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:窦震
- 依托单位:
CDK1调控有丝分裂染色体稳定性的分子机制研究
- 批准号:31371363
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:窦震
- 依托单位:
Aurora B和TTK激酶协同作用调控染色体分离保真性的分子机制研究
- 批准号:31071184
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:窦震
- 依托单位:
hMis13在动点组装和染色体分离中的功能和调控机理研究
- 批准号:30600321
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:窦震
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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