纺锤体组装检控点

细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检控点监控着染色体在赤道板的队列和向纺锤体两极的分离,确保动粒-微管的黏附和有丝分裂器的完整,使所有的染色体都置于赤道板并双极定向后才进入后期,保证遗传物质均等地分配给两个子代细胞。纺锤体组装检控点缺陷将导致非整倍体的出现,并与一些肿瘤的发生密切相关。现就近年来纺锤体组装检控点蛋白以及纺锤体组装检控点功能缺陷与肿瘤的关系方面的研究进展作一简要综述。     

单极纺锤体蛋白激酶1一个可能的新型抗肿瘤靶标

纺锤体装配检验点是有丝分裂分裂过程中一个非常重要的监督机器,其作用在于有丝分裂中期向后期转化前将所有的染色体排列到中期板上.近年来的研究表明,该检验点缺陷与肿瘤发生密切相关.单极纺锤体蛋白激酶1是纺锤体装配检验点的必需基因,存在于正常分裂细胞,并在肿瘤组织中高表达.最近研究发现,单极纺锤体蛋白激酶1的表达水平与乳腺癌恶性程度相关. 更有意思的是抑制其激酶活性或降低其蛋白水平将会导致多种肿瘤细胞的纺锤体装配检验点功能缺陷和细胞死亡.这表明,单极纺锤体蛋白激酶1是一个潜在的抗癌药物新靶标.本文对单极纺锤体蛋白激酶1如何调控纺锤体装配检验点以及其在抗肿瘤应用研究中的最新进展进行了回顾.     

有丝分裂激酶Aurora B的研究进展

真核生物细胞通过有丝分裂将遗传物质均等地分配到两个子细胞中,从而维持基因组的稳定性。有丝分裂的每一环节都需要精准而细致的调控,这依赖于一系列调节机制,尤其需要多个相关激酶的共同协调。Aurora B是一个关键的有丝分裂调控激酶,伴随有丝分裂的进行,其先后在染色体臂、内着丝粒、中央纺锤体、中体上动态分布。与其高度时空动态性相一致的是,Aurora B在有丝分裂的多个环节,如姐妹染色体粘连、动粒微管连接、纺锤体检验点和胞质分裂过程中都发挥着一系列重要功能。本文将概述近年来Aurora B激酶功能与调控方面的研究进展。     

细胞周期检控点

细胞周期是高度有组织的时序调控过程,受到DNA损伤检控点、DNA复制检控点和纺锤体检控点等细胞周期检控点的精确调控。细胞周期检控点的作用主要是调节细胞周期的时序转换,以确保DNA复制、染色体分离等细胞重要生命活动的高度精确性,并对DNA损伤、DNA复制受阻、纺锤体组装和染色体分离异常等细胞损伤及时做出反应,以防止突变和遗传不稳定的发生。细胞周期检控点的功能缺陷,将导致细胞基因组的不稳定,与细胞癌变密切相关。因此细胞周期检控点对于维持细胞遗传信息的稳定性和完整性以及防止细胞癌变和遗传疾病的发生起着至关重要的作用。     

微管解聚酶驱动蛋白家族成员KIF2A研究进展

驱动蛋白家族成员2A(KIF2A)是一种能够与微管相互作用的蛋白,它参与了细胞内物质运输、细胞迁移、细胞形态改变,以及有丝分裂细胞纺锤体动力学等重要的细胞活动。近年来研究发现,KIF2A凭借其独特的微管解聚能力,对神经元中神经突的生长以及细胞有丝分裂中染色体的运动起着重要的调节作用。将主要对KIF2A在脊椎动物神经元发育和细胞有丝分裂中所行使的作用和功能进行综述。     

sgf73基因敲除对粟酒裂殖酵母细胞有丝分裂的影响

sgf73基因编码的Sgf73蛋白对SAGA复合物的功能具有重要作用。为探究sgf73基因缺失后sgf73Δ菌株有丝分裂中纺锤体、染色体、肌动蛋白的动力学变化,以粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）为材料,对sgf73Δ菌株进行生长曲线和减数分裂产孢实验;采用荧光蛋白标记和活细胞成像的方法,对sgf73Δ菌株有丝分裂进行观察。生长曲线结果分析发现,sgf73基因敲除极显著影响粟酒裂殖酵母的生长,并导致子囊孢子数目显著减少。活细胞成像结果分析发现,在有丝分裂间期,sgf73Δ菌株微管数量显著增加、微管长度趋于增长但无显著差异;sgf73Δ菌株在分裂期纺锤体出现组装缺陷,单极纺锤体极显著增加,前期和中期纺锤体伸长速率显著下降、后期纺锤体伸长速率极显著下降、分裂中期和后期时间分别显著和极显著延长,有丝分裂总时间极显著延长,细胞长度也增长。肌动蛋白分裂环在有丝分裂中维持及收缩时间出现极显著和显著延长,总速率显著降低。同时,染色体分离出现缺陷。以上结果表明,sgf73基因缺失会导致菌株微管、染色体、肌动蛋白缺陷。     

NEK家族在细胞周期调控中的作用

NIMA相关激酶(NIMA-related kinases, NEKs)是丝氨酸/苏氨酸激酶,在细胞周期调控中发挥着重要的作用,参与了中心体分离、纺锤体组装、染色质凝集、核膜破裂、纺锤体组装检验点信号、胞质分裂、纤毛形成及DNA损伤反应等多种细胞活动。本文结合近年来在该激酶家族的相关研究,从NEK家族的组成、结构特征及其在有丝分裂和减数分裂过程中的作用等多个方面展开综述,以期为进一步研究NEKs在细胞周期调控中的作用提供重要基础,也为肿瘤的临床诊断和治疗提供理论依据。     

酵母纺锤体极体复制缺陷与染色体不稳定性的发生

纺锤体极体作为酵母细胞的微管组织中心,在功能上等同于高等真核细胞的中心体,它在细胞周期中的准确复制是两极纺锤体组装和染色体正确分离的前提。纺锤体极体复制缺陷会导致异倍体和多倍体的形成,造成染色体不稳定性的发生。以酿酒酵母细胞为模型,研究纺锤体极体复制过程相关蛋白质的突变,有助于揭示酵母细胞中染色体不稳定性发生的分子机制,并为动物细胞中心体复制的研究提供良好的借鉴。     

CDC20在细胞分裂周期中的作用

CDC20是细胞周期相关蛋白之一。在细胞分裂周期中,CDC20是纺锤体组装检查点的靶向物和有丝分裂后期促进复合体的正调控因子,在引导细胞周期中某些蛋白质的泛素化降解和确保染色体正常分离的过程中起着重要的作用。     

动点蛋白功能的研究进展

细胞周期是一个受严格调控、高度有序的过程。大部分真核细胞不会在上一个有丝分裂完成前开始新一轮的染色体复制;不会在DNA复制完成前开始有丝分裂;也不会在姐妹染色体于赤道板上排列整齐前就开始分离。 一、细胞周期和细胞周期调节的动点(kinetochore)组装与去组装     

成功地分离出保持机能的纺锤体

能够在细胞外部重现有丝分裂后期染色体的活动是弄清有丝分裂机制的关键。早在1952年马齐和团胜磨即成功的分离出纺锤体,但直到最近才由坎德和麦克唐纳德从硅藻中分离出保持机能的纺锤体。如果     

极光(aurora)激酶在细胞有丝分裂和肿瘤形成中的重要功能

极光激酶（aurora kinases）是负责调控细胞有丝分裂的一类重要的丝氨酸／苏氨酸激酶。在不同的模式生物中,极光激酶各家族成员的结构和功能都高度保守。近年来,随着极光激酶相关研究的不断深入,人们逐渐认识到极光激酶在细胞有丝分裂以及肿瘤形成中的重要功能。在细胞有丝分裂中,极光激酶参与了诸如中心体成熟分离、纺锤体组装和维持、染色体分离以及胞质分裂等多个事件。异常表达的极光激酶往往会导致细胞在有丝分裂的过程中出现大量的异常现象。此外,极光激酶还参与了肿瘤形成的过程,已经发现一些靶向作用于极光的小分子具有显著的抑癌作用。本文围绕哺乳动物的三种极光激酶,重点讨论了它们在细胞有丝分裂中的动态定位、生物学功能以及时空上的调节方式,并分析了异常表达的极光激酶参与肿瘤形成的可能途径,提出了肿瘤治疗的新思路。     

染色体动粒与细胞有丝分裂

染色体动粒与细胞有丝分裂杨新林,王永潮（北京师范大学生物系细胞室,北京１００８７５）关键词动粒,有丝分裂真核细胞由间期进入有丝分裂期时伴随着一系列事件的发生,其中最显著的变化之一是有丝分裂纺锤体的形成。有丝分裂纺锤体至少由两类微管组成：一类是星状微管...     

微管解聚相关蛋白质Kinesin-13、Stathmin和Katanin

微管是细胞骨架的主要成份,参与细胞内物质的运输与细胞形态的维持,还与有丝分裂和减数分裂等生命活动密切相关。大多数微管都表现出动力学的不稳定性,处于动态的聚合和解聚及之间的随机转换状态。Kinesin-13、Stathmin和Katanin是三类能够解聚微管的蛋白质,在纺锤体组装、染色体分离和神经元发育过程中起重要作用。本文主要对这三类微管解聚相关蛋白质的结构、功能、解聚机制进行了简要介绍,并对它们的解聚机制进行了比较。     

小麦RAN1在酵母系统中影响微管的完整性和核质运输过程

真核生物的小G蛋白 Ran在进化过程中比较保守,它可直接参与细胞周期调控过程,它的缺失突变可以影响很多细胞生理进程。我们已经从小麦(Triticum aestivum L. cv. Jingdong No. 1) cDNA文库中克隆到一个新的RanGTPase的同源基因TaRAN1。在此基础上利用裂殖酵母模式系统研究了该基因的功能。研究结果表明,TaRAN1基因超表达可产生缺陷的纺锤体微管,这可能是导致我们以前观察到的异常染色体分离现象的原因。反义TaRAN1基因表达的酵母细胞,微管系统受到破坏。我们推测TaRAN1蛋白在细胞有丝分裂的纺锤体组装和维持微管系统的完整与稳定过程中起着重要作用。透射电镜观察实验结果显示, 超表达TaRAN1的酵母细胞具有异常的核膜结构,反义表达TaRAN1的酵母细胞有异常的液泡结构和紊乱的膜结构,由此推测, TaRAN1在整个核质运输事件中可能是必须的。     

.用酵母双杂交系统筛选CENP-E相互作用蛋白

纺锤体检验点(spindle checkpoint)是一个重要的细胞分裂生化调节通路, 可监督染色体正确分离和传代．着丝粒相关蛋白E (centromere-associated protein E, CENP-E)是一个分子量为312 kD的微管马达驱动蛋白,可以衔接纺锤体微管与动点并参与纺锤体检验点调控．为研究CENP-E的作用机理,以其动点结合区域为诱饵蛋白,用酵母双杂交技术从人HeLa细胞 cDNA 文库中筛选出了Nuf2蛋白．体外的pull-down实验和体内的免疫共沉淀实验表明, Nuf2蛋白通过其卷曲螺旋(coiled-coil) 功能域特异结合CENP-E的 C 末端区域,间接免疫荧光显示Nuf2与CENP-E共定位于细胞有丝分裂期染色体的动点．由此推论, CENP-E 通过Nuf2的直接作用参与构筑动点-微管界面,进而参与细胞有丝分裂纺锤体检验点信号转导通路,为染色体正确分离发挥调控作用．     

小麦RAN1在酵母系统中影响微管的完整性和核质运输过程

真核生物的小G蛋白Ran在进化过程中比较保守,它可直接参与细胞周期调控过程,它的缺失突变可以影响很多细胞生理进程.我们已经从小麦(Triticum aestivum L.cv.Jingdong No.1)cDNA文库中克隆到一个新的RanGTPase的同源基因TaRAN1.在此基础上利用裂殖酵母模式系统研究了该基因的功能.研究结果表明,TaRAN1基因超表达可产生缺陷的纺锤体微管,这可能是导致我们以前观察到的异常染色体分离现象的原因.反义TaRAN1基因表达的酵母细胞,微管系统受到破坏.我们推测TaRAN1蛋白在细胞有丝分裂的纺锤体组装和维持微管系统的完整与稳定过程中起着重要作用.透射电镜观察实验结果显示,超表达TaRAN1的酵母细胞具有异常的核膜结构,反义表达TaRAN1的酵母细胞有异常的液泡结构和紊乱的膜结构,由此推测,TaRAN1在整个核质运输事件中可能是必须的.     

6-溴异香兰素BVAN08诱发肝癌细胞HepG2纺锤体损伤和有丝分裂灾变死亡

研究香兰素衍生物中的6.溴异香兰素(BVAN08)对细胞纺锤体结构的影响及诱发灾变死亡的相关机制,为开发该化合物为新的抗癌药物提供理论依据.通过光学显微镜观察BvAN08作用后细胞形态学变化,流式细胞术检测细胞周期,纺锤体功能检测点实验和原位免疫荧光杂交实验分析细胞有丝分裂进程和纺锤体结构.western印记检测BVAN08作用后相关蛋白质的变化.结果表明20～60 μmol/L BVAN08作用后,HepG2细胞变圆不再贴壁生长、随后脱落死亡,具有浓度依赖性量效关系;明显诱导细胞G2/M期阻滞、导致细胞有丝分裂指数升高,并出现大量的非二倍体和多倍体细胞;破坏细胞纺锤体的结构,多中心体细胞显著增加;该化合物促使细胞周期转录调节因子FoxM1及其下游靶分子细胞周期蛋白B1和CdK1的降解、阻止有丝分裂过程而导致有丝分裂灾变死亡.研究揭示BVAN08通过破坏纺锤体结构、诱发M期阻滞,导致细胞有丝分裂灾变死亡,FoxM1失活可能参与其作用机制.     

Bora在细胞功能调控中的作用和机制研究进展

Aurora蛋白激酶A及Polo样蛋白激酶1（PLK在）作为重要的细胞周期调节蛋白可参与调控纺锤体组装、有丝分裂等细胞进程,但其激活机制及在有丝分裂中的作用机制仍然不是很清楚。Bora作为Aurora蛋白激酶A的结合蛋白,在果蝇和脊椎动物中功能高度保守,其主要通过结合Aurora蛋白激酶A从而调节Aurora蛋白激酶A的活性、促进PLK1的磷酸化、调节纺锤体的组装以及调控细胞周期进程等。随着对Bora研究的深入,人们对AuroraA和PLK1的激活机制以及Bora、Aurora蛋白激酶A、PLK1三者对细胞的调控也有了进一步的认识。主要综述Bora在细胞功能调控中的作用和研究机制。     

癌症高表达蛋白——Hecl在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hecl)通过与调控G2／M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hecl与Nuf2的复合物,在G2／M期与动粒相结合,Hecl的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hecl具有召集Mpsl和Mad1／Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APC^cdc20途径。但是Hecl、Mpsl、Madl三者之间的相互作用仍未明了。Hecl还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hecl是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2／M期完成的。