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CDK1调控有丝分裂染色体稳定性的分子机制研究
结题报告
批准号:
31371363
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 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:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄月佳、王志凯、曹丹、王星慧、徐雷雷
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中文摘要
在有丝分裂过程中,通过均等的染色体分离,母代遗传信息精确地传递给子代细胞。染色体分离的失调会导致非整倍体和染色体不稳定性,促进癌症发生。因此,阐明有丝分裂过程中维持染色体稳定性的调控机制对于促进人类健康具有重要意义。CDK1激酶是促进有丝分裂进入的分子引擎,但是CDK1-Cyclin B1如何维系染色体在有丝分裂过程中的动态性和稳定性仍有待深入研究。我们拟结合我们的工作基础和预实验进展,揭示Cyclin B1动粒定位的分子基础,探究CDK1-Cyclin B1促进染色体排列的功能。我们也将解析CDK1如何调控Mps1的结构与功能来揭示纺锤体检验点的信息流。最后,我们拟阐明CDK1和PLK1协同磷酸化对Mis12复合物的生理功能的调控。我们希望通过本项目的实施,揭示CDK1调控有丝分裂染色体稳定性的分子机制,为阐明染色体不稳定性与肿瘤的发生发展提供理论基础。
英文摘要
During mitosis, through equal chromosome segregation, mother cell faithfully transmits the genetic information into two daughter cells. 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. Therefore, elaborating the faithful mitotic progression is of great value to promote the health of human being. CDK1 kinase is well-known as the engine of mitotic entry. However, the detailed function of CDK1-Cyclin B1 in maintaining chromosomal stability and and its mechanism were poorly understood so far. In this proposal, using hTERT-RPE1 cell as a model, we aim to uncover the molecular basis of kinetochore targeting of Cyclin B1 and explore the function of CDK1-Cyclin B1 in the maintenance of chromosomal stability. We also want to address how the CDK1 phosphorylation on Mps1 release its intro-molecualr interaction and the spindle checkpoint signaling. Last, we aim to elaborate the physiological significance of the concerted phosphorylation of CDK1 and Plk1 toward Mis12 complex. Overall, we aim to discover the molecular mechanism that how CDK1 ensure the chromosomal stability during mitosis. We hope our research will provide novel knowledge for the elucidation of chromosomal instability and tumorgenesis.
在有丝分裂过程中,通过均等的染色体分离,母代遗传信息精确地传递给子代细胞。染色体分离的失调会导致非整倍体和染色体不稳定性,促进癌症发生。因此,阐明有丝分裂过程中维持染色体稳定性的调控机制对于促进人类健康具有重要意义。Cdk1激酶是促进有丝分裂进入的分子引擎,但是Cdk1-Cyclin B1如何维系染色体在有丝分裂过程中的动态性和稳定性仍有待深入研究。通过本项目的实施,我们揭示了Cyclin B1与Cyclin B2均定位于有丝分裂前中期未建立正确连接的染色体动粒上。进一步,我们阐明了Cyclin B1/B2的动粒定位受到Aurora B和MPS1激酶活性的调控。利用动粒定位缺陷的Cyclin B1突变体,我们阐明了Cyclin B1正确的动粒定位对于保证正确的动粒-微管连接的建立发挥关键功能。CENP-A在着丝粒的定位是着丝粒表观遗传的分子基础。HJURP是CENP-A的分子伴侣,它协助了新的CENP-A分子在G1期在着丝粒的定位。我们发现Cdk1激酶通过磷酸化HJURP,抑制了HJURP与Mis18C复合物的Mis18β亚基之间的相互作用,揭示了CENP-A分子在有丝分裂退出后(Cdk1活性低)定位上着丝粒的分子机制。我们的另一项成果揭示了Cdk1激酶通过磷酸化从而激活乙酰转移酶Tip60,Tip60进一步乙酰化Aurora B激酶的第215位赖氨酸残基。K215位的乙酰化拮抗了PP2A磷酸酶对Aurora B激酶激活环的去磷酸化,维持Aurora B激酶的高活性,保证了有丝分裂过程中染色体分离的精准性。我们还揭示了Cdk1通过磷酸化Mps1的S281位,促进Mps1激活活性,维系检验点信号通路的强度。我们精细分析了Mps1激酶的功能,阐明了Mps1对于正常的有丝分裂染色体排列并不发挥关键的功能。但是当应用小分子抑制剂抑制Mps1活性后,由于失活型Mps1分子在动粒的强烈定位,干扰了动粒微管连接的建立,导致严重的染色体排列错误。最后,我们揭示了Mps1在动粒动态定位对于精准的有丝分裂至关重要。总体上,我们的项目阐明Cdk1调控有丝分裂精准完成的多个下游事件的分子机制,提升了我们对Cdk1-Cyclin B1/B2功能的认识。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Dynamic localization of Mps1 kinase to kinetochores is essential for accurate spindle microtubule attachment
Mps1 激酶动态定位至动粒对于纺锤体微管的精确附着至关重要
DOI:10.1073/pnas.1508791112
发表时间:2015-08-18
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Dou, Zhen;Liu, Xing;Yao, Xuebiao
通讯作者:Yao, Xuebiao
Dynamic autophosphorylation of mps1 kinase is required for faithful mitotic progression.
mps1 激酶的动态自磷酸化是忠实有丝分裂进展所必需的。
DOI:10.1371/journal.pone.0104723
发表时间:2014
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Wang X;Yu H;Xu L;Zhu T;Zheng F;Fu C;Wang Z;Dou Z
通讯作者:Dou Z
Mitotic Regulator Mis18 βInteracts with and Specifies the Centromeric Assembly of Molecular Chaperone Holliday Junction Recognition Protein (HJURP)
有丝分裂调节因子 Mis18 beta 与分子伴侣霍利迪连接识别蛋白 (HJURP) 相互作用并指定着丝粒组装
DOI:10.1074/jbc.m113.529958
发表时间:2014-03-21
期刊:JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子:4.8
作者:Wang, Jianyu;Liu, Xing;Yao, Xuebiao
通讯作者:Yao, Xuebiao
Acetylation of Aurora B by TIP60 ensures accurate chromosomal segregation.
TIP60 对 Aurora B 进行乙酰化可确保准确的染色体分离
DOI:10.1038/nchembio.2017
发表时间:2016-04
期刊:Nature chemical biology
影响因子:14.8
作者:Mo F;Zhuang X;Liu X;Yao PY;Qin B;Su Z;Zang J;Wang Z;Zhang J;Dou Z;Tian C;Teng M;Niu L;Hill DL;Fang G;Ding X;Fu C;Yao X
通讯作者:Yao X
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:
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
  • 批准年份:
    2018
  • 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:
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