Aurora B kinase hợp tác với CENP-E để thúc đẩy sự khởi đầu của phân bào đúng thời gian

Chromosoma - Tập 119 - Trang 405-413 - 2010
André F. Maia1, Tália Feijão1, Martijn J. M. Vromans2, Claudio E. Sunkel1,3, Susanne M. A. Lens2
1IBMC-Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal
2Department of Medical Oncology, University Medical Center Utrecht, Utrecht, The Netherlands
3ICBAS—Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar da Universidade do Porto, Porto, Portugal

Tóm tắt

Sự phân chia nhiễm sắc thể không có sai sót yêu cầu tất cả các nhiễm sắc thể đều phải định hướng hai chiều trên thoi phân bào. Protein động cơ có liên quan đến tâm động Centromere-associated protein E (CENP-E) hỗ trợ quá trình tụ hội của các nhiễm sắc thể bằng cách trung gian cho sự trượt bên của các chromatids chị em dọc theo các sợi K hiện có, trong khi kinase phân bào Aurora B tách rời các tương tác giữa kinetochore–túyp vi mô không định hướng. Liệu các hoạt động này có hợp tác để thúc đẩy việc định hướng nhiễm sắc thể hiệu quả và sự khởi đầu của giai đoạn phân bào kịp thời hay không vẫn chưa được biết đến. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng các nhiễm sắc thể không thể tụ hội sau khi thiếu hụt CENP-E thể hiện hoạt động kinase Aurora B tại tâm động cao. Hoạt động này đã làm mất ổn định các tương tác giữa kinetochore và túyp vi mô gần cực thoi, dẫn đến một sự trì hoãn phân bào phụ thuộc vào điểm kiểm tra, cho phép sự tụ hội nhiễm sắc thể không phụ thuộc vào CENP-E, từ đó giảm thiểu lỗi phân chia nhiễm sắc thể. Điều này cho thấy rằng Aurora B giữ cho điểm kiểm tra phân bào hoạt động bằng cách làm mất ổn định các sợi kinetochore của các nhiễm sắc thể gần cực, để cho phép sự tụ hội nhiễm sắc thể trong các tế bào bị suy yếu CENP-E và ngụ ý rằng kinase này bình thường ngăn chặn các kết nối syntelic gần cực để cho phép sự tụ hội của các nhiễm sắc thể đơn định hướng do CENP-E trung gian.

Từ khóa

#phân chia nhiễm sắc thể #CENP-E #kinase Aurora B #thoi phân bào #điểm kiểm tra phân bào

Tài liệu tham khảo

Andreassen PR, Margolis RL (1994) Microtubule dependency of p34cdc2 inactivation and mitotic exit in mammalian cells. J Cell Biol 127:789–802 Andrews PD, Ovechkina Y, Morrice N, Wagenbach M, Duncan K, Wordeman L, Swedlow JR (2004) Aurora B regulates MCAK at the mitotic centromere. Dev Cell 6:253–268 Brito DA, Rieder CL (2006) Mitotic checkpoint slippage in humans occurs via cyclin B destruction in the presence of an active checkpoint. Curr Biol 16:1194–1200 Cai S, O'Connell CB, Khodjakov A, Walczak CE (2009) Chromosome congression in the absence of kinetochore fibres. Nat Cell Biol 11:832–838 Cheeseman IM, Chappie JS, Wilson-Kubalek EM, Desai A (2006) The conserved KMN network constitutes the core microtubule-binding site of the kinetochore. Cell 127:983–997 Chen RH, Shevchenko A, Mann M, Murray AW (1998) Spindle checkpoint protein Xmad1 recruits Xmad2 to unattached kinetochores. J Cell Biol 143:283–295 DeLuca JG, Gall WE, Ciferri C, Cimini D, Musacchio A, Salmon ED (2006) Kinetochore microtubule dynamics and attachment stability are regulated by Hec1. Cell 127:969–982 Ditchfield C, Johnson VL, Tighe A, Ellston R, Haworth C, Johnson T, Mortlock A, Keen N, Taylor SS (2003) Aurora B couples chromosome alignment with anaphase by targeting BubR1, Mad2, and Cenp-E to kinetochores. J Cell Biol 161:267–280 Dujardin D, Wacker UI, Moreau A, Schroer TA, Rickard JE, De Mey JR (1998) Evidence for a role of CLIP-170 in the establishment of metaphase chromosome alignment. J Cell Biol 141:849–862 Goshima G, Vale RD (2003) The roles of microtubule-based motor proteins in mitosis: comprehensive RNAi analysis in the Drosophila S2 cell line. J Cell Biol 162:1003–1016 Johnson VL, Scott MI, Holt SV, Hussein D, Taylor SS (2004) Bub1 is required for kinetochore localization of BubR1, Cenp-E, Cenp-F and Mad2, and chromosome congression. J Cell Sci 117:1577–589 Kapoor TM, Lampson MA, Hergert P, Cameron L, Cimini D, Salmon ED, McEwen BF, Khodjakov A (2006) Chromosomes can congress to the metaphase plate before biorientation. Science 311:388–391 Lampson MA, Renduchitala K, Khodjakov A, Kapoor TM (2004) Correcting improper chromosome-spindle attachments during cell division. Nat Cell Biol 6:232–237 Maffini S, Maia AR, Manning AL, Maliga Z, Pereira AL, Junqueira M, Shevchenko A, Hyman A, Yates JR, Galjart N, Compton DA, Maiato H (2009) Motor-independent targeting of CLASPs to kinetochores by CENP-E promotes microtubule turnover and poleward flux. Curr Biol 19(18):1566–1572 Maia AF, Lopes CS, Sunkel CE (2007) BubR1 and CENP-E have antagonistic effects upon the stability of microtubule–kinetochore attachments in Drosophila S2 cell mitosis. Cell Cycle 6:1367–1378 Mao Y, Abrieu A, Cleveland DW (2003) Activating and silencing the mitotic checkpoint through CENP-E-dependent activation/inactivation of BubR1. Cell 114:87–98 McEwen BF, Chan GK, Zubrowski B, Savoian MS, Sauer MT, Yen TJ (2001) CENP-E is essential for reliable bioriented spindle attachment, but chromosome alignment can be achieved via redundant mechanisms in mammalian cells. Mol Biol Cell 12:2776–2789 McIntosh JR, Grishchuk EL, West RR (2002) Chromosome–microtubule interactions during mitosis. Annu Rev Cell Dev Biol 18:193–219 Musacchio A, Salmon ED (2007) The spindle-assembly checkpoint in space and time. Nat Rev Mol Cell Biol 8:379–393 Pinsky BA, Kung C, Shokat KM, Biggins S (2006) The Ipl1-Aurora protein kinase activates the spindle checkpoint by creating unattached kinetochores. Nat Cell Biol 8:78–83 Putkey FR, Cramer T, Morphew MK, Silk AD, Johnson RS, McIntosh JR, Cleveland DW (2002) Unstable kinetochore-microtubule capture and chromosomal instability following deletion of CENP-E. Dev Cell 3:351–365 Schaar BT, Chan GK, Maddox P, Salmon ED, Yen TJ (1997) CENP-E function at kinetochores is essential for chromosome alignment. J Cell Biol 139:1373–1382 Smits VA, Klompmaker R, Arnaud L, Rijksen G, Nigg EA, Medema RH (2000) Polo-like kinase-1 is a target of the DNA damage checkpoint. Nat Cell Biol 2:672–676 Tanaka TU, Rachidi N, Janke C, Pereira G, Galova M, Schiebel E, Stark MJ, Nasmyth K (2002) Evidence that the Ipl1-Sli15 (Aurora kinase-INCENP) complex promotes chromosome bi-orientation by altering kinetochore-spindle pole connections. Cell 108:317–329 Tanudji M, Shoemaker J, L'Italien L, Russell L, Chin G, Schebye XM (2004) Gene silencing of CENP-E by small interfering RNA in HeLa cells leads to missegregation of chromosomes after a mitotic delay. Mol Biol Cell 15:3771–781 Vader G, Maia AF, Lens SM (2008) The chromosomal passenger complex and the spindle assembly checkpoint: kinetochore-microtubule error correction and beyond. Cell Div 3:10 Weaver BA, Bonday ZQ, Putkey FR, Kops GJ, Silk AD, Cleveland DW (2003) Centromere-associated protein-E is essential for the mammalian mitotic checkpoint to prevent aneuploidy due to single chromosome loss. J Cell Biol 162:551–563 Wood KW, Sakowicz R, Goldstein LS, Cleveland DW (1997) CENP-E is a plus end-directed kinetochore motor required for metaphase chromosome alignment. Cell 91:357–366 Yang Z, Kenny AE, Brito DA, Rieder CL (2009) Cells satisfy the mitotic checkpoint in Taxol, and do so faster in concentrations that stabilize syntelic attachments. J Cell Biol 186:675–684 Yao X, Abrieu A, Zheng Y, Sullivan KF, Cleveland DW (2000) CENP-E forms a link between attachment of spindle microtubules to kinetochores and the mitotic checkpoint. Nat Cell Biol 2:484–491 Yasui Y, Urano T, Kawajiri A, Nagata K, Tatsuka M, Saya H, Furukawa K, Takahashi T, Izawa I, Inagaki M (2004) Autophosphorylation of a newly identified site of Aurora-B is indispensable for cytokinesis. J Biol Chem 279:12997–13003 Yen TJ, Li G, Schaar BT, Szilak I, Cleveland DW (1992) CENP-E is a putative kinetochore motor that accumulates just before mitosis. Nature 359:536–539 Yucel JK, Marszalek JD, McIntosh JR, Goldstein LS, Cleveland DW, Philp AV (2000) CENP-meta, an essential kinetochore kinesin required for the maintenance of metaphase chromosome alignment in Drosophila. J Cell Biol 150:1–11