北大生科院最新PNAS文章

　　

生物通报道：来自北京大学生命科学学院的研究人员独立完成了一项最新研究成果：Self-assembly and sorting of acentrosomal microtubules by TACC3 facilitate kinetochore capture during the mitotic spindle assembly，发现了一种与癌症有关的蛋白：转录相关酸性卷曲蛋白3（transforming acidi ccoiled—coil proteins，TACC3）依赖性非中心体微管的组装和分选，能促进纺锤体装配过程中动粒与微管的捕捉。

这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，文章的通讯作者是北京大学生命科学学院张传茂教授，第一作者为付文祥博士。

张传茂教授实验室的重点研究方向之一为细胞分裂增殖调控机理研究。细胞分裂增殖是生物界赖以存在的基础。细胞分裂过程是由一系列调控因子所驱动的。这些因子主要包括 CDK激酶、Plk激酶和 Aurora激酶等，它们共同参与调节中心体成熟、纺锤体装配以及染色体列队等重要的细胞周期事件。有丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，其中纺锤体组装和染色体分离是一个母细胞将遗传物质均等分配到两个子细胞中所必需的。在染色体分离前，染色体上的动粒必须被纺锤体微管正确捕捉，建立正确的联系，才能使染色体向两个子细胞中正确分配。

在最新这项研究中，他们又发现TACC3蛋白通过促进非中心微管成核、小星体装配和动粒捕捉，再通过分选等关键调控步骤，建立纺锤体与染色体的联系，为染色体分离和细胞分裂奠定基础。该成果对认识细胞分裂的机理有重要意义。

这一实验室近期还发表了另外两项有关纺锤体装配机理研究的重要成果。一是发现CDK1通过磷酸化RanGTP酶调控通路的重要成员之一Crm1，进一步调控纺锤体的形态、大小、动粒微管的稳定性和染色体的列队等（Wu et al.，Journal of Cell Science，2013）。该项研究揭示了 CDK激酶通过调节RanGTP酶调控通路，从而参与纺锤体装配调控的新机制。二是发现参与细胞周期调节的关键性激酶Plk1在细胞分裂之前调控纤毛的去组装和中心体成熟（Wang et al.，Journal of Cell Science，2013），揭示了纤毛组装和去组装的动态变化与细胞周期调节之间协调调控机制。

关于TACC3蛋白，近期的研究还显示TACC3-ch-TOG网格蛋白在癌细胞的发生发展中起着很重要的作用。这种蛋白主要活跃于有丝分裂纺锤体形成过程中，而纺锤体功能过于活跃则是细胞癌变的一个主要原因。

研究人员发现在癌症细胞中，这种网格蛋白与正常细胞有很大差别，一旦将这种蛋白组断后，癌症细胞将无法正常分裂而走向死亡。这种特性使其有希望成为新的抗癌靶点。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Self-assembly and sorting of acentrosomal microtubules by TACC3 facilitate kinetochore capture during the mitotic spindle assembly

Kinetochore capture by dynamic kinetochore microtubule fibers (K fibers) is essential for proper chromosome alignment and accurate distribution of the replicated genome during cell division. Although this capture process has been extensively studied, the mechanisms underlying the initiation of this process and the proper formation of the K fibers remain largely unknown. Here we show that transforming acidic coiled-coil–containing protein 3 (TACC3) is essential for kinetochore capture and proper K-fiber formation in HeLa cells. To observe the assembly of acentrosomal microtubules more clearly, the cells were released from higher concentrations of nocodazole into zero or lower concentrations. We find that small acentrosomal TACC3–microtubule aster formation near the kinetochores and binding of the asters with the kinetochores are the initial steps of the kinetochore capture by the acentrosomal microtubules, and that the sorting of kinetochore-captured acentrosomal microtubules with centrosomal microtubules leads to the capture of kinetochore by centrosomal microtubules from both spindle poles. We demonstrate that the sorting of the TACC3-associated microtubules with the centrosomal microtubules is a crucial process for spindle assembly and chromosome movement. These findings, which are also supported in the unperturbed mitosis without nocodazole, reveal a critical TACC3-dependent acentrosomal microtubule nucleation and sorting process to regulate kinetochore–microtubule connections and provide deep insight into the mechanisms of mitotic spindle assembly and chromosome alignment.

作者简介：

张传茂

教授 博士 博士生导师

本实验室主要兴趣在于：

1.细胞核结构与功能
2.细胞周期调控研究（包括纺锤体装配机理研究，DNA复制起始调控机理研究，核膜装配机理研究等）
3.Ran GTPase 在细胞核物质运输和细胞周期调控中的作用
4.肿瘤细胞生物学(肿瘤细胞增殖调节和增殖控制)