在细胞分裂过程中,染色体的正确分离对真核生物基因组完整性和生长发育至关重要。这一过程由纺锤体组装检验点(Spindle assembly checkpoint,SAC)所监控。SAC能够感知染色体是否与纺锤体微管正确连接,当连接尚未建立时,SAC被激活并停滞细胞周期。而当染色体与微管成功连接后,SAC必须及时关闭,以使细胞周期得以顺利进行。
近日,365英国上市网站官网林宏辉/邓星光团队在Science Advances发表了题为Arabidopsis KNL1 Recruits Type One Protein Phosphatase to Kinetochores to Silence the Spindle Assembly Checkpoint的研究论文。该论文解析了植物SAC信号关闭的调控机制。
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该团队此前的研究发现,拟南芥动粒支架蛋白KNL1进化出了与动物和真菌不同的结构域,用于招募并激活SAC信号(PNAS 2024, 121: e2316583121)。在最新的研究中,该团队进一步揭示了KNL1通过招募I类蛋白磷酸酶(TOPPs)到动粒上,来调控SAC的关闭。研究发现,拟南芥KNL1蛋白N端保守的RVSF基序能够与TOPP家族的所有成员发生相互作用。这一相互作用对于TOPPs在动粒的定位以及SAC的关闭至关重要。当KNL1与TOPP的互作被破坏时,SAC信号会持续激活,导致细胞周期停滞在有丝分裂中期,进而引发植物生长发育的严重异常。
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图1. KNL1招募TOPPs到动粒。
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图2. 破坏KNL1与TOPPs互作导致有丝分裂停滞。
该研究揭示了植物蛋白磷酸酶TOPPs通过移除动粒上的SAC信号分子,从而关闭有丝分裂检验点的机制。这一发现不仅为植物SAC作用机制提供了新的理论依据,还为理解植物染色体稳定性调控网络提供了新的视角。
365英国上市网站官网博士研究生何颖为该论文第一作者,邓星光副教授和林宏辉教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、四川省科学基金,以及365英国上市网站官网科研基金等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4033