Spindel referencepunkt

Spindelkontrolpunktet , også kendt som metafase-til-anafase-overgangen , spindelsamlingskontrolpunkt ( SAC ) , metafasekontrolpunkt eller mitotisk kontrolpunkt , er et cellecykluskontrolpunkt under mitose eller meiose , som forhindrer duplikerede kromosomer i at adskille ( anafase ) indtil kl. hvert kromosom er korrekt fastgjort til spindlen . For at opnå korrekt adskillelse skal de to kinetochorer på søsterkromatider fastgøres til modsatte poler af spindlen (bipolær orientering) [1] . Kun denne tilknytningsmetode sikrer, at hver dattercelle modtager én kopi af kromosomet. Det afgørende biokemiske træk ved dette kontrolpunkt er stimuleringen af ​​det anafasefremmende kompleks af cyclin-CDK M-fase komplekser , hvilket igen forårsager proteolytisk nedbrydning af cycliner og proteiner, der holder søsterkromatider sammen [2] .

Oversigt og betydning

Begyndelsen af ​​metafase er karakteriseret ved foreningen af ​​mikrotubuli med kinetochorerne af kromosomer, såvel som justeringen af ​​kromosomer i midten af ​​cellen. Hvert kromatid har sin egen kinetochore, og alle mikrotubuli forbundet med søsterkromatid kinetokorer udstråler fra modsatte poler af cellen. Disse mikrotubuli trækker kromosomer til modsatte ender af celler, mens kohæsion mellem søsterkromatider modvirker denne kraft.

Under overgangen fra metafase til anafase brydes denne forbindelse mellem søsterkromatider, og de adskilte kromatider trækkes til modsatte sider af cellen ved hjælp af spindelmikrotubuli. Kromatiderne er yderligere adskilt af den fysiske bevægelse af selve spindelpolerne. For tidlig dissociation af kromatider kan føre til fejlsegregering af kromosomer og aneuploidi i datterceller. Spindelkontrolpunktets opgave er således at forhindre denne overgang til anafase, indtil kromosomerne er ordentligt fastgjort, før søsterkromatiderne adskilles.

For at bevare cellens identitet og dens korrekte funktion er det nødvendigt at opretholde det passende antal kromosomer efter hver celledeling . En fejl i at skabe datterceller med færre eller flere kromosomer end forventet (en situation kaldet aneuploidi ) kan i bedste fald føre til celledød eller omvendt føre til katastrofale fænotypiske resultater [3] [4] . Eksempler omfatter:

Spindle Assembly Checkpoint Detection (SAC)

Zirkle (i 1970) var en af ​​de første efterforskere, der opdagede, at når selv et kromosom er forsinket på vej til metafasepladen, forsinkes starten af ​​anafase med et par minutter efter dets ankomst [5] . Denne observation, sammen med lignende, antyder, at der er en kontrolmekanisme i overgangen fra metafase til anafase. Ved brug af lægemidler som nocodazol og colchicin adskilles den mitotiske spindel, og cellecyklussen blokeres under overgangen fra metafase til anafase. Ved brug af disse præparater (se anmeldelse af Reeder og Palazzo i 1992 [6] ), blev den foreslåede kontrolmekanisme kaldt Spindle Assembly Checkpoint (SAC, spindle control point). Siden da er denne reguleringsmekanisme blevet intensivt undersøgt [7] .

Ved hjælp af forskellige typer genetiske undersøgelser er det blevet fastslået, at forskellige slags defekter er i stand til at aktivere SAC: spindeldepolymerisering [8] [9] , tilstedeværelsen af ​​dicentriske kromosomer (med to centromerer) [10] , divergens af centromerer i en afvigende måde [11] , defekter i organerne af polspindlerne i S. cerevisiae [12] , defekter i kinetochore proteiner [13] , mutationer i centromerisk DNA [14] eller defekter i molekylære motorer aktive under mitose [8] . Et resumé af disse observationer kan findes i et papir fra 1999 af Hardwick og kolleger [15] .

Ved at bruge sine egne observationer var Zirkle [5] den første til at foreslå, at "noget (...) stof, der er nødvendigt for, at cellen kan gå ind i anafase, dukker op få minutter efter C (i det øjeblik det sidste kromosom ankommer til metafasepladen), eller efter en skarp ændring i den cytoplasmatiske tilstand, umiddelbart i C eller umiddelbart efter C", hvilket tyder på, at denne funktion er lokaliseret til kinetochorer, der ikke er knyttet til den mitotiske spindel. McIntosh udvidede dette forslag ved at antyde, at et enkelt stammefølende enzym placeret i centromererne producerer en hæmmer af starten af ​​anafase, når de to søsterkinetokorer ikke er under bipolar spænding [16] . Faktisk tyder de tilgængelige beviser på, at signalet "venter på at gå ind i anafase" produceres hovedsageligt ved eller nær ubundne kinetochorer [17] . Den primære hændelse, der er forbundet med fastgørelsen af ​​kinetochore til spindlen, som er i stand til at inaktivere det hæmmende signal og fjerne blokering af metafase, kan være enten erhvervelsen af ​​mikrotubuli af kinetochore (som foreslået af Reeder og kolleger i 1995 [ 17] .), eller spænding, der stabiliserer forankringen af ​​mikrotubuli på kinetochorer (som foreslået af eksperimenter udført i Niklas laboratorium [18] ). Efterfølgende undersøgelser af celler indeholdende to uafhængige mitotiske spindler i en enkelt cytoplasma har vist, at metafase-til-anafase-overgangshæmmeren er genereret af ubundne kinetochorer og ikke diffunderer frit i cytoplasmaet [19] . Den samme undersøgelse viste imidlertid, at når først metafase- til anafase-overgangen er initieret i en del af cellen, forplanter denne information sig gennem cytoplasmaet og kan overvinde "vent med at gå ind i anafase"-signalet forbundet med anafase-overgangen. en anden spindel indeholdende ubundne kinetochorer.

Baggrund om søsterkromatidduplikation, kohæsion og segregation

Celledeling: duplikering af materiale og spredning til datterceller

Når celler er klar til at dele sig, fordi de er store nok, eller de modtager en passende stimulus [20] , aktiverer de mekanismen til at gå ind i cellecyklussen og duplikere de fleste af organellerne under S-fasen (syntese), inklusive deres centrosomer . Derfor, når celledelingsprocessen er afsluttet, vil hver dattercelle modtage et komplet sæt organeller. Samtidig skal alle celler under S-fasen duplikere deres DNA meget nøjagtigt  , en proces kaldet DNA-replikation . Når DNA-replikationen er afsluttet, kondenserer og kondenserer DNA-molekylet i eukaryoter til dannelse af mitotiske kromosomer , der hver består af to søsterkromatider , som holdes sammen ved kobling mellem dem; hvert chromatid er et komplet DNA-molekyle, der er knyttet via mikrotubuli til en af ​​de to centrosomer i en delende celle placeret ved modsatte poler af cellen. Strukturen dannet af centrosomer og mikrotubuli kaldes den mitotiske spindel på grund af dens karakteristiske form, der holder kromosomer mellem to centrosomer. Begge søsterkromatider forbliver sammen indtil anafase ; på dette tidspunkt adskilles de fra hinanden og går mod centrosomet, som de er knyttet til. Når to datterceller adskilles ved afslutningen af ​​delingsprocessen, vil hver af dem modtage et komplet sæt kromatider. Den mekanisme, der er ansvarlig for den korrekte fordeling af søsterkromatider under celledeling, kaldes kromosomsegregation .

For at sikre, at kromosomerne adskilles korrekt, har celler udviklet en præcis og kompleks mekanisme. Først skal celler koordinere centrosomduplikation med DNA-replikation, og en fejl i denne koordination vil generere monopolære eller multipolære mitotiske spindler, som normalt forårsager unormal kromosomsegregation [21] , fordi kromosomfordelingen i dette tilfælde ikke vil forekomme. på en afbalanceret måde.

Mitose: Vedhæftning af kromosomer til spindlen og segregation af kromosomer

Under S-fasen begynder centrosomet at fordobles. Lige i begyndelsen af ​​mitosen når begge centrioler deres maksimale længde, rekrutterer yderligere materiale, og deres evne til at danne mikrotubuluskerner øges. Efterhånden som mitosen skrider frem adskilles begge centrosomer og danner den mitotiske spindel [22] . Den mitotiske spindel har således to poler, hvorfra mikrotubuli udgår. Mikrotubuli (MT'er) er lange proteinfilamenter med asymmetriske ender: den ene ende, mærket "minus" (-), er relativt stabil og tæt på centrosomet, og enden, mærket "plus" (+), med skiftende vækstfaser og tilbagetrækning, undersøgelse af cellens centrum på jagt efter kromosomer. Hvert kromatid har en speciel region kaldet centromeren , oven på hvilken der er samlet en proteinstruktur kaldet kinetochore , som er i stand til at stabilisere plus-enden af ​​mikrotubuli. Så hvis en mikrotubuli, der sonderer cellens centrum, tilfældigvis støder på en kinetochore, kan det ske, at kinetochore fanger den, så kromosomet hæfter på spindlen via kinetochore af en af ​​dens søsterkromatider. Kromosomet spiller en aktiv rolle i fastgørelsen af ​​kinetochore til spindlen. Forbundet med kromatin er guanin-nukleotidudvekslingsfaktoren (GEF), som stimulerer cytosolisk Ran nær kromosomet til at binde GTP i stedet for GDP. Den aktiverede GTP-bundne form af Ran frigiver mikrotubulusstabiliserende proteiner såsom TPX2 fra proteinkomplekser i cytosolen, hvilket forårsager mikrotubuluskernedannelse og polymerisering omkring kromosomer [2] . Disse kinetochore-afledte mikrotubuli, sammen med kinesin-motorproteiner i de ydre kinetochores, letter interaktion med den laterale overflade af spindel-pol-afledte mikrotubuli. Disse sidebeslag er dog ikke stabile og skal ombygges til endebeslag. Transformationen af ​​lateral vedhæftning til spidsvedhæftning gør det muligt for vækst og sammentrækning af mikrotubulus plus-ender at blive omdannet til push- og pull-kræfter på kromosomerne for at opnå korrekt biorientering. Da det sker, at søsterkromatider er sammenføjet, og begge kinetochorer er placeret ryg mod ryg på begge kromatider, når en kinetochore slutter sig til det ene centrosom, bliver søsterkinetochoren åben for centrosomet placeret ved den modsatte pol; af denne grund bliver den anden kinetochore i de fleste tilfælde forbundet til centrosomet ved den modsatte pol gennem dens mikrotubuli [23] , således at kromosomerne bliver "tovejs", hvilket er en grundlæggende konfiguration (også kaldet amfitelisk ), der sikrer, at kromosomet segregation vil ske korrekt, når cellen vil dele sig [24] [25] . Nogle gange kan en af ​​de to søsterkinetochorer samtidigt knytte sig til MT'er genereret af begge poler, en konfiguration kaldet merotelisk , som ikke detekteres af spindelkontrolpunktet, men kan generere efterslæbende kromosomer under anafase og dermed aneuploidi. Merotelisk orientering (kendetegnet ved fravær af spændinger mellem søsterkinetochorer) er almindelig ved begyndelsen af ​​mitose, men Aurora B-proteinet (en kinase konserveret fra gær til hvirveldyr) detekterer og ophæver denne type forankring [26] . (Bemærk: Aurora B er ofte overudtrykt i forskellige typer af tumorer og er i øjeblikket et mål for udvikling af lægemidler mod kræft [27] .)

Klumpning af søsterkromatider under mitose Cohesin: SMC-proteiner

Som nævnt tidligere forbliver søsterkromatider forbundet fra S-fase (når DNA'et replikerer for at danne to identiske kopier, to kromatider) indtil anafase. På dette tidspunkt divergerer de to søsterkromatider og divergerer til modsatte poler af den delende celle. Genetiske og biokemiske undersøgelser af gær- og ægekstrakter i Xenopus laevis har identificeret polyproteinkomplekset som en væsentlig spiller i søsterkromatid-kohæsion (se anmeldelse af Hirano i 2000 [28] ). Dette kompleks er kendt som cohesinkomplekset og består i Saccharomyces cerevisiae af mindst fire underenheder: Smc1p, Smc3p, Scc1p (eller Mcd1p) og Scc3p. Både Smc1p og Smc3p tilhører familien af ​​kromosomstrukturelle vedligeholdelsesproteiner (SMC), som udgør en gruppe af stærkt konserverede kromosomale ATPaser og danner en heterodimer (Smc1p/Smc3p). Scc1p er en homolog af Rad21 i S. cerevisiae , først identificeret som et protein involveret i DNA-reparation i S. pombe . Disse fire proteiner er essentielle for gær, og en mutation i nogen af ​​dem vil resultere i for tidlig adskillelse af søsterkromatider. I gær binder cohesin til foretrukne steder langs kromosomarme og er meget rigeligt nær centromerer, som vist i en undersøgelse med kromatin-immunpræcipitation [29] .

Heterochromatins rolle

Klassiske cytologiske observationer har bekræftet, at søsterkromatider er stærkere knyttet til heterochromatiske områder [30] , hvilket indikerer, at en specifik struktur eller sammensætning af heterochromatin kan favorisere cohesin-rekruttering [31] . Faktisk har Swi6 (HP-1-homolog i S. pombe ) vist sig at binde til methyleret Lys 9 af histon H3 og fremme cohesinbinding til centromere gentagelser i S. pombe [32] [33] . Nyere undersøgelser viser, at RNAi -mekanismen regulerer etableringen af ​​heterochromatin, som igen rekrutterer cohesin til denne region, både i S. pombe [34] og hvirveldyrceller [35] . Der skal dog være andre mekanismer end heterochromatin for at give øget kohæsion ved centromererne, fordi S. cerevisiae mangler heterochromatin ved siden af ​​centromererne, men tilstedeværelsen af ​​en funktionel centromer inducerer en stigning i cohesinassociation i den tilstødende region, der spænder over 20-50 kb. [36]

I denne retning er Orc2 (et protein inkluderet i Source Recognition Complex , ORC, involveret i initieringen af ​​DNA-replikation under S-fasen ) også lokaliseret på kinetochorer under mitose i humane celler [37] ; i overensstemmelse med denne lokalisering tyder nogle observationer på, at Orc2 i gær er involveret i søsterkromatid-kohæsion, og dets fjernelse inducerer SAC-aktivering [38] . Det er også blevet observeret, at andre komponenter i ORC-komplekset (såsom orc5 i S. pombe ) er involveret i kohæsion. Imidlertid ser den molekylære vej, der involverer ORC-proteiner, ud til at komplementere cohesin-vejen og er stort set ukendt.

Samhørighedsfunktionen og dens opløsning

Den centromeriske kobling modstår de kræfter, der påføres af spindelmikrotubulierne på polerne, som skaber spændinger mellem søsterkinetochorerne. Til gengæld stabiliserer denne spænding mikrotubuli-kinetochore-forbindelsen gennem en mekanisme, der involverer Aurora B -proteinet (gennemgået af Howf og Watanabe, 2004 [39] ).

Faktisk fører et fald i cellulære niveauer af cohesin til for tidlig adskillelse af søsterkromatider såvel som defekter i kromosomsammenfald på metafasepladen og delokalisering af proteiner i passagerkromosomkomplekset , som indeholder Aurora B-proteinet [40] [41] . Den foreslåede struktur af cohesinkomplekset antyder, at dette kompleks direkte forbinder begge søsterkromatider [42] . I denne formodede struktur spiller SMC-komponenterne af cohesin en strukturel rolle, således at SMC-heterodimeren kan fungere som et DNA-bindende protein, hvis konformation er reguleret af ATP [43] . Imidlertid vil Scc1p og Scc3p spille en regulerende rolle [28] .

Hos S. cerevisiae regulerer Pds1p (også kendt som securin ) søsterkromatidkohæsion, fordi det binder og hæmmer Esp1p- proteasen ( sepin eller separase ). Når anafase begynder, spalter det anafaseaktiverende kompleks ( APC/C eller cyclosom) securin. APC/C er en E3 cirkulær ubiquitin-ligase, der rekrutterer det ubiquitin-ladede ubiquitin-konjugerende enzym E2. Securin genkendes kun, hvis Cdc20, en aktivatorunderenhed, er forbundet med kernen af ​​APC/C. Når securin, Cdc20 og E2 alle er bundet til APC/C, ubiquitinerer E2 securin og ødelægger det selektivt. Nedbrydning af securin frigiver proteasen Esp1p/separase, som nedbryder cohesinringene, der binder to søsterkromatider, og derved fremmer søsterkromatidadskillelse [44] . Det er også blevet vist, at Polo/Cdc5-kinasen phosphorylerer serinrester nær skæringsstedet for Scc1, og denne phosphorylering skulle fremme cut-aktivitet [ 45] .

Selvom denne mekanisme er bevaret gennem evolution [46] [47] , frigives de fleste cohesin-molekyler hos hvirveldyr i profase, uanset tilstedeværelsen af ​​APC/C, i en proces, der er afhængig af Polo-like 1 ( PLK1 ) og Aurora B [48 ] . Det er dog blevet vist, at en lille mængde Scc1 forbliver forbundet med centromerer i humane celler indtil metafase, og en tilsvarende mængde udskæres i anafase, når den forsvinder fra centromererne [49] . På den anden side viser nogle eksperimenter, at søsterkromatidernes sammenhæng i armene gradvist går tabt efter adskillelsen af ​​søstercentromerer, og søsterkromatider bevæger sig til modsatte poler af cellen [50] [51] .

Ifølge nogle observationer er en del af cohesinerne i kromosomarme og centromere cohesiner beskyttet af proteinet Shugoshin ( Sgoshin, Sgo1), hvilket undgår deres frigivelse i profase [52] [53] . For at kunne fungere som en beskytter af centromer kohæsion skal Sgo1 inaktiveres tidligt i anafase, ligesom Pds1p. Faktisk er både Pds1p og Sgo1 APC/C-substrater hos hvirveldyr [54] .

En oversigt over spindelkontrolpunktet

Spindelsamlingskontrolpunktet (SAC) er et aktivt signal produceret af forkert forbundne kinetochorer , som er bevaret i alle eukaryoter . SAC standser cellecyklussen ved negativt at regulere CDC20 og forhindrer derved aktiveringen af ​​anafasestimulerende kompleks (APC) polyubiquitineringsaktivitet. Proteinerne, der er ansvarlige for SAC-signalet, udgør det mitotiske checkpoint-kompleks (MCC), som omfatter SAC-proteinerne, MAD2 / MAD3 (mitotisk standsningsmangel), BUB3 (spirende ikke hæmmet af benzimidazol) og CDC20 [55] . Andre proteiner involveret i SAC inkluderer MAD1 , BUB1 , MPS1 og Aurora B. For højere eukaryoter er bestanddele af ROD-ZW10- komplekset yderligere regulatorer af SAC , <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/ P31comet" rel ="mw:ExtLink" title="P31comet" class="new cx-link" data-linkid="208">p31<sup>comet</sup></a>, MAPK , CDK1-cyclin- B , NEK2 og PLK1 [56] .

Checkpoint aktivering

SAC overvåger interaktionen mellem forkert forbundne kinetochorer og spindelmikrotubuli og opretholdes, indtil kinetochorerne er korrekt fastgjort til spindlen. Under prometafase koncentrerer CDC20- og SAC-proteiner sig om kinetochorer før binding til spindelsamlingen. Disse proteiner opretholder SAC-aktivering, indtil de fjernes, og korrekt kinetochore-binding til mikrotubuli er etableret. Selv en enkelt ubundet kinetochore kan understøtte spindelkontrolpunktet [55] . Efter mikrotubulus plus-ende vedhæftning og kinetochore mikrotubuli dannelse, er MAD1 og MAD2 udtømt fra kinetochore samling. En anden regulator for kontrolpunktaktivering er kinetochorespændingen. Når søsterkinetochorer er korrekt fastgjort til modsatte spindelpoler, skaber kræfter i den mitotiske spindel spændinger i kinetochorerne. Bi-orienterede søsterkinetochorer stabiliserer kinetochore-mikrotubulus-samlingen, mens svag spænding har en destabiliserende effekt. Som reaktion på kinetochore-fejlbinding, såsom syntetisk vedhæftning, hvor begge kinetochorer hæfter til den samme spindelpol, destabiliserer den resulterende lille spænding fejlbindingen og tillader kinetochoren at fastgøres korrekt til spindellegemet. Under denne proces udløser kinetokorer knyttet til den mitotiske spindel, men ikke under spænding, spindelkontrolpunktet. Kinasen Aurora-B/Ipl1 af det kromosomale passagerkompleks fungerer som en spændingssensor i kinetochore fejltilknytninger. Det detekterer og destabiliserer fejltilknytninger gennem kontrol af det mikrotubulus-afkoblende KINI MCAK-kinesin, DASH-komplekset og Ndc80/Hec1-komplekset [57] ved mikrotubulus-kinetochore-grænsefladen [56] . Aurora-B/Ipl1 kinase er også kritisk til at korrigere meroteliske vedhæftninger, når en kinetochore binder sig samtidigt til begge spindelpoler. Merothelial vedhæftninger skaber tilstrækkelig spænding og detekteres ikke af SAC, og hvis de ikke korrigeres, kan de føre til fejlsegregering af kromosomer på grund af den lave hastighed af kromatidmigrering. Mens mikrotubuli vedhæftning er uafhængigt påkrævet for SAC-aktivering, er det ikke klart, om spænding er en uafhængig regulator af SAC, selvom det er klart, at forskellig regulatorisk adfærd opstår, når den strækkes.

Når først det er aktiveret, blokerer spindelkontrolpunktet adgang til anafase ved at hæmme det anafasefremmende kompleks gennem regulering af aktiviteten af ​​det mitotiske kontrolpunktkompleks. Mekanismen for APC-hæmning af det mitotiske checkpoint-kompleks er dårligt forstået, selvom det antages, at MCC binder til APC som et pseudosubstrat ved at bruge KEN-box- motivet i BUBR1 . Samtidig med at det mitotiske checkpoint-kompleks aktiveres, aktiverer centromerproteinet CENP-E BUBR1, som også blokerer anafase [56] .

Dannelse af det mitotiske kontrolpunktkompleks

Det mitotiske kontrolpunktkompleks består af BUB3 sammen med MAD2 og MAD3 forbundet med Cdc20 . MAD2 og MAD3 har forskellige bindingssteder på CDC20 og virker synergistisk for at hæmme APC/C. MAD3-komplekset består af BUB3, som binder til Mad3 og BUB1B via et kort lineært motiv kendt som GLEBS-motivet. Den nøjagtige rækkefølge af vedhæftning, der skal finde sted for at danne et MCC, er stadig ukendt. Det er muligt, at Mad2-Cdc20 danner et kompleks samtidig med, at BUBR1-BUB3-Cdc20 danner et andet kompleks, og disse to subkomplekser kombineres derfor til det mitotiske kontrolpunktkompleks [55] . I humane celler kræver binding af BUBR1 til CDC20 forudgående binding af MAD2 til CDC20, så det er muligt, at MAD2-CDC20-subkomplekset virker som en initiator af MCC-dannelse. Udtømning af BUBR1 resulterer kun i et beskedent fald i Mad2-Cdc20-niveauer, mens Mad2 er påkrævet for at BubR1-Bub3 kan binde til Cdc20. BUBR1 er dog stadig påkrævet til kontrolpunktaktivering [56] .

Mekanismen for MCC-dannelse er uklar, og der er konkurrerende teorier for både kinetochore-afhængig og kinetochore-uafhængig dannelse. Til støtte for den kinetochore-uafhængige teori findes MCC i S. cerevisiae -celler , hvor kinetochore-kernesamlingsproteiner er blevet muteret, og i celler, hvor SAC er blevet deaktiveret, hvilket tyder på, at MCC kan samles under mitose uden kinetochore-lokalisering. I én model kan ubundne prometafase-kinetochorer "sensibilisere" APC'er til MCC-hæmning ved at rekruttere APC'er til kinetochorer via en fungerende SAC. Derudover har udtømning af forskellige SAC-proteiner vist, at MAD2- og BUBR1-udtømning påvirker mitosetiming uafhængigt af kinetochorer, mens udtømning af andre SAC-proteiner resulterer i dysfunktionelle SAC'er uden at ændre mitosevarigheden. Det er således muligt, at SAC fungerer via en to-trins timer, hvor MAD2 og BUBR1 styrer mitosens varighed i første fase, som kan forlænges i anden fase, hvis der er ubundne kinetochorer samt andre SAC-proteiner [56 ] . Der er dog en række beviser, der ikke er til fordel for en samling uafhængig af kinetochore. MCC er endnu ikke påvist under interfase, mens MCC ikke dannes ud fra dets komponenter i X. laevis meiosis II-ekstrakter uden tilsætning af spermkerner og nocodazol for at forhindre spindelsamling.

Den førende model for MCC-dannelse er "MAD2-skabelonmodellen", som afhænger af MAD2 kinetochore-dynamik til MCC-generering. MAD1 lokaliseres til ikke-tilknyttede kinetochorer, mens den binder stærkt til MAD2. Lokalisering af MAD2 og BubR1 til kinetochore kan også afhænge af Aurora B kinasen [58] . Celler, der mangler Aurora B, kan ikke standse i metafase, selvom der ikke er nogen mikrotubuli vedhæftning i kromosomerne [59] . Ubundne kinetochorer binder først til MAD1-C-MAD2-p31 kometkomplekset og frigiver p31 komet gennem ukendte mekanismer. Det resulterende MAD-C-MAD2-kompleks rekrutterer den åbne konformer Mad2 (O-Mad2) til kinetochorer. Denne O-Mad2 ændrer sin konformation til lukket Mad2 (C-Mad2) og binder Mad1. Dette Mad1/C-Mad2-kompleks er ansvarlig for at rekruttere mere O-Mad2 til kinetochorer, som ændrer deres konformation til C-Mad2 og binder Cdc20 i en autoamplifikationsreaktion. Da MAD1 og CDC20 indeholder et lignende MAD2-bindende motiv, ændres den tomme konformation af O-MAD2 til C-MAD2 ved binding til CDC20. Denne positive feedback-loop er negativt reguleret af p31 - kometen , som kompetitivt binder til enten MAD1- eller CDC20-bundet C-MAD2 og reducerer yderligere O-MAD2-binding til C-MAD2. Yderligere kontrolmekanismer kan også eksistere, givet at p31- komet er fraværende i lavere eukaryoter. Således kommer "skabelonmodel"-nomenklaturen fra den proces, hvor MAD1-C-MAD2 fungerer som en skabelon til at generere kopier af C-MAD2-CDC20. Denne Cdc20-sekvestrering er nødvendig for at opretholde spindelkontrolpunktet [55] .

Deaktivering af kontrolpunkter

Der er flere mekanismer til SAC-deaktivering efter korrekt søsterkromatid -biorientering . Ved mikrotubuli-binding til kinetochore transporterer spaltningsmekanismen spindelkontrolpunktproteiner væk fra kinetochore via dynein-dynein motorkomplekset [56] . De fjernede proteiner, som inkluderer MAD1, MAD2, MPS1 og CENP-F , omfordeles derefter til spindelpolerne . Fjernelsesprocessen er meget afhængig af den intakte mikrotubulistruktur samt mobiliteten af ​​dynein langs mikrotubulierne. Ud over at fungere som en C-MAD2 positiv feedback loop regulator, kan p31 comet også fungere som en SAC deaktivator. Ubundne kinetochorer inaktiverer p31 comet midlertidigt , men vedhæftning reaktiverer proteinet og hæmmer MAD2-aktivering, muligvis ved hæmmende phosphorylering. En anden mulig mekanisme for SAC-inaktivering opstår fra den energiafhængige dissociation af MAD2-CDC20-komplekset via ikke-nedbrydelig ubiquitinering af CDC20. Omvendt kræves det deubiquiterende enzym protectin for at opretholde SAC. Således opretholder ubundne kinetochorer kontrolpunktet ved kontinuerligt at genskabe MAD2-CDC20-subkomplekset fra dets komponenter. SAC kan også inaktiveres ved proteolyse , induceret af APC-aktivering. Fordi SAC ikke reaktiveres ved tab af søsterkromatid-kohæsion under anafase, hæmmer cyclin B-proteolyse og inaktivering af CDK1-cyclin-B-kinase også SAC-aktivitet. Nedbrydning af MPS1 under anafase forhindrer SAC-reaktivering efter afkobling af søsterkromatider. Efter checkpoint-deaktivering og under normal anafase i cellecyklussen aktiveres det anafase-stimulerende kompleks ved at reducere MCC-aktivitet. Når dette sker, polyubiquitinerer enzymkomplekset anafasehæmmeren securin . Ubiquitinering og ødelæggelse af securin i slutningen af ​​metafase frigiver en aktiv protease kaldet separase. Separasen spalter de kohæsionsmolekyler, der holder søsterkromatider sammen for at aktivere anafase [2] .

En ny model for SAC-deaktivering i S. cerevisiae : den mekaniske kontakt

En ny mekanisme er blevet foreslået til at forklare, hvordan mikrotubuli-endevedhæftning til kinetochore er i stand til at forstyrre specifikke trin i SAC-signalering. I den ikke-tilknyttede kinetochore er det første trin i MCC-dannelse Spc105-phosphorylering med Mps1-kinase. Phosphoryleret Spc105 er derefter i stand til at rekruttere nedstrøms signalproteiner Bub1 og 3; Mad 1,2 og 3; og Cdc20. Association med Mad1 på ubundne kinetochorer får Mad2 til at gennemgå en konformationsændring, der konverterer den fra en åben form (O-Mad2) til en lukket form (C-Mad2). C-Mad2 bundet til Mad1 dimeriserer derefter med en anden O-Mad2 og katalyserer dens lukning omkring Cdc20. Dette kompleks af C-Mad2 og Cdc20, MCC, efterlader Mad1 og C-Mad2 på kinetochore for at danne en anden MCC. Hver MCC sekvestrerer to Cdc20-molekyler for at forhindre deres interaktion med APC/C og bibeholder derved SAC [2] . Fosforylering af Spc105 af Mps1 er nødvendig og tilstrækkelig til at initiere SAC-signalvejen, men dette trin kan kun forekomme i fravær af mikrotubuli-vedhæftning til kinetochore. Det er blevet vist, at endogen Mps1 er forbundet med calponin-homologi (CH) domænet af Ndc80, som er placeret i den ydre kinetochore-region fjernt fra kromosomet. Selvom Mps1 er forankret i den ydre kinetochore, er den stadig i stand til at lokalisere til den indre kinetochore og phosphorylere Spc105 på grund af fleksible hængselområder på Ndc80. Imidlertid antyder den mekaniske switch-model, at fastgørelsen af ​​en mikrotubuli til enden af ​​kinetochore deaktiverer SAC gennem to mekanismer. Tilstedeværelsen af ​​en vedhæftet mikrotubuli øger afstanden mellem CH-domænet af Ndc80 og Spc105. Derudover fungerer Dam1/DASH, et stort kompleks af 160 proteiner, der danner en ring omkring en vedhæftet mikrotubuli, som en barriere mellem de to proteiner. Adskillelsen forhindrer interaktion mellem Mps1 og Spc105 og hæmmer således SAC-signalvejen [60] .

Denne model er ikke anvendelig til regulering af SAC i højere ordens organismer, herunder dyr. Hovedaspektet af den mekaniske omskiftningsmekanisme er, at i S. cerevisiae tillader kinetochore-strukturen kun at blive fastgjort en mikrotubuli. Dyrekinetochorer er på den anden side meget mere komplekse netværk, der indeholder bindingssteder for flere mikrotubuli [61] . Vedhæftning af mikrotubuli til alle kinetochore-bindingssteder er ikke nødvendig for SAC-deaktivering og overgang til anafase. Derfor eksisterer mikrotubuli-vedhæftede og ikke-mikrotubuli-vedhæftede tilstande sameksisterende i animalsk kinetochore, mens SAC er hæmmet. Denne model inkluderer ikke en barriere, der ville forhindre Mps1 forbundet med en vedhæftet kinetochore fra phosphorylering af Spc105 i en tilstødende ikke-vedhæftet kinetochore. Derudover er Dam1/DASH-gærkomplekset fraværende i dyreceller.

Spindel checkpoint defekter og cancer

Når spindelkontrolpunktet ikke fungerer, kan det føre til kromosomfejlsegregering, aneuploidi og endda tumorigenese [56] . Transformation sker og accelereres, når integriteten af ​​genomet forstyrres, især på det generelle niveau af hele kromosomer eller store dele af dem. Faktisk er aneuploidi det mest almindelige kendetegn ved humane solide tumorer, og derfor kan spindelsamlingskontrolpunktet betragtes som et muligt mål for anticancerterapi [62] . Dette er en meget undervurderet kendsgerning, da mutationer i visse gener, kendt som onkogener eller tumorsuppressorer , primært menes at være årsagen til genetisk ustabilitet og tumorgenese. Typisk sikrer forskellige kontrolpunkter i cellecyklussen genomets integritet gennem stærkt bevarede overflødige mekanismer, der er vigtige for at opretholde cellulær homeostase og forhindre tumorigenese. Adskillige spindelsamlingskontrolpunktproteiner fungerer som positive og negative regulatorer for at sikre korrekt kromosomadskillelse i hver cellecyklus, hvilket forhindrer kromosom-ustabilitet (CIN), også kendt som genom-ustabilitet .

I øjeblikket vurderes genomets integritet på flere niveauer, hvor nogle tumorer udviser ustabilitet, manifesteret i form af basesubstitutioner, insertioner og deletioner, mens der i de fleste tilfælde er en stigning eller tab af hele kromosomer [63] .

Fordi ændringer i mitotiske regulatoriske proteiner kan føre til aneuploidi, en almindelig forekomst i cancer [64] , blev det oprindeligt troet, at disse gener kunne mutere i cancervæv [65] .

Muterede gener i cancer

I nogle kræftformer er generne, der ligger til grund for defekterne, der fører til transformation, godt karakteriseret. I hæmatologiske kræftformer, såsom myelomatose, er cytogenetiske abnormiteter meget almindelige på grund af den medfødte natur af de DNA-brud, der kræves for at omarrangere immunoglobulingenet. Imidlertid er defekter i proteiner såsom MAD2, der hovedsageligt fungerer i SAC, også karakteristiske for myelomatose [66] . De fleste solide tumorer er også overvejende aneuploide. For kolorektal cancer er BUB1 og BUBR1 samt STK15 amplifikation nøgleregulatorer, der er impliceret i genomisk ustabilitet, der fører til cancer [67] . Ved brystkræft viser den genetiske form karakteriseret ved BRCA-1 genet et højere niveau af genomisk ustabilitet end sporadiske former. Eksperimenter har vist, at BRCA-1 null-mus har reduceret ekspression af nøglespindel-checkpoint-proteinet MAD2 [68] . For andre kræftformer er der behov for mere arbejde for at identificere årsagerne til aneuploidi.

Andre gener, der ikke traditionelt er forbundet med SAC i cancer

Det ser ud til, at variationer i de fysiologiske niveauer af disse proteiner (såsom Mad2 eller BubR1) er forbundet med aneuploidi og tumorigenese, og dette er blevet påvist i dyremodeller [69] [70] . Nyere forskning tyder imidlertid på, at det, der ser ud til at ske, er et mere komplekst scenarie: aneuploidi kan kun føre til en høj forekomst af tumorigenese, når ændringer i niveauerne af specifikke komponenter i mitotiske kontrolpunkter (enten nede eller overudtrykte) i væv også inducerer andre defekter der kan disponere dem for tumorer [71] . Det vil sige defekter såsom øget DNA-skade, kromosomale omlejringer og/eller reducerede celledødsrater. Flere komponenter i mitotiske kontrolpunkter er kendt for at være involveret i funktioner uden for mitose: nuklear import (Mad1), transkriptionel repression (Bub3) og celledød, DNA-skaderespons, aldring og megakaryopoiesis for BubR1. Alt dette bekræfter konklusionen om, at øget tumorgenese ikke kun er forbundet med aneuploidi, men også med andre defekter [71] .

Kræft-associerede mutationer, der påvirker kendte checkpoint-gener såsom BUB1 eller BUBR1, er faktisk sjældne. Imidlertid krydser flere proteiner involveret i kræft spindelsamlingsnetværk. Nøgletumorundertrykkere såsom p53 spiller også en rolle i spindelkontrolpunktet. Fraværet af p53, det mest almindeligt muterede gen i human cancer, har en stor effekt på cellecykluskontrolpunktregulatorer og har tidligere vist sig at virke på G1 checkpoints, men ser nu ud til også at være vigtigt i spindelkontrolpunktregulering [ 72] . Et andet nøgleaspekt ved kræft er hæmningen af ​​celledød eller apoptose . Survivin , et medlem af apoptoseinhibitorfamilien (IAP), er lokaliseret i puljer af mitotiske spindelmikrotubuli nær centrosomer og på kinetochorer af metafasekromosomer. Ikke alene hæmmer survivin apoptose for at fremme tumorigenese, men det er blevet impliceret (gennem eksperimentelle knockout-mus) som en vigtig regulator af kromosomsegregering og sene stadier af mitose, svarende til dets rolle i mere primitive organismer [73] .

Dr. aspekter af spindelsamlingens kontrolpunkt, såsom kinetochore-vedhæftning, mikrotubulifunktion og søsterkromatiders sammenhæng, er højst sandsynligt også defekte og forårsager aneuploidi. Kræftceller er blevet observeret at dele sig i flere retninger, undvige spindelsamlingskontrolpunktet, hvilket fører til multipolære mitoser [74] . Den multipolære metafase-anafase-overgang sker gennem en ufuldstændig separase-cyklus, hvilket resulterer i hyppige non-disjunction-hændelser, der øger aneuploidi i cancerceller.

SAC Cancer Treatment

Fremskridt på dette område har ført til introduktionen af ​​flere behandlinger, der retter sig mod defekter i spindelsamlingen. Ældre terapier, såsom vinca-alkaloider og taxaner, retter sig mod mikrotubuli, der ledsager mitotisk spindeldannelse, ved at forstyrre mikrotubuli-dynamikken, der rekrutterer SAC, stoppe cellen og i sidste ende føre til celledød [75] . Taxol og docetaxel bruges stadig til behandling af bryst-, ovarie- og andre epitelkræftformer. Disse behandlinger er dog ofte karakteriseret ved en høj forekomst af bivirkninger og lægemiddelresistens.

Andre mål i netværket af regulatorer, der påvirker SAC, forfølges også; stor interesse er skiftet mod aurora kinase- proteinerne [76] . Aurora A kinasegenet fungerer, når det amplificeres, som et onkogen, der undertrykker SAC, hvilket fører til abnorm anafasestart og efterfølgende aneuploidi samt resistens over for TAXOL [77] . Interessant nok har den lille molekyle-hæmmer Aurora A vist en antitumor-effekt i en in vivo-model, hvilket tyder på, at det kan være et godt mål for yderligere klinisk udvikling [78] . Aurora B -hæmmere , som også er under klinisk udvikling, fører til unormal binding af kinetochorer til mikrotubuli og ophæver også det mitotiske kontrolpunkt [76] . Survivin er også et attraktivt molekylært mål for klinisk terapeutisk udvikling, da det fungerer som en masterknude i flere veje, hvoraf den ene er spindeldannelse og kontrolpunktkontrol [79] . Endnu yderligere tilgange inkluderede inhibering af mitotiske motorproteiner såsom KSP. Disse inhibitorer, som for nylig er blevet klinisk testet, forårsager standsning af mitose og, ved at rekruttere spindelsamlingskontrolpunktet, inducerer apoptose [80] [3] .

Noter

  1. ↑ "Kinetokorernes liv og mirakler". EMBO Journal . 28 (17): 2511-31. September 2009. doi : 10.1038/emboj.2009.173 . PMID  19629042 .
  2. ↑ 1 2 3 4 David Owen Morgan. Cellecyklussen: principper for kontrol . - London: New Science Press, 2007. - xxvii, 297 sider s. — ISBN 978-0-19-920610-0 , 0-19-920610-4, 978-0-9539181-2-6, 0-9539181-2-2, 978-0-87893-508-6, 0- 87893-508-8.
  3. ↑ 1 2 Cellecyklus 
  4. ↑ "Kort- og langsigtede virkninger af kromosomfejlsegregering og aneuploidi". Naturanmeldelser Molekylær cellebiologi . 16 (8): 473-85. august 2015. DOI : 10.1038/nrm4025 . PMID26204159  . _
  5. ↑ 1 2 "Ultraviolet-mikrostrålebestråling af salamandercellecytoplasma: spindelødelæggelse, falsk anafase og forsinkelse af ægte anafase". Strålingsforskning . 41 (3): 516-37. marts 1970. Bibcode : 1970RadR...41..516Z . DOI : 10.2307/3572841 . PMID  5438206 .
  6. ↑ "Colcemid og den mitotiske cyklus". Journal of Cell Science . 102 (Pt 3)(3): 387-92. juli 1992. DOI : 10.1242/jcs.102.3.387 . PMID  1506421 .
  7. ↑ "Forbinder kinetochore-mikrotubulibinding til spindelkontrolpunktet". udviklingscelle . 14 (4): 474-9. april 2008. doi : 10.1016/ j.devcel.2008.03.015 . PMID 18410725 . 
  8. ↑ 1 2 "Feedback-kontrol af mitose i spirende gær". celle . 66 (3): 519-31. August 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90015-5 . PMID  1651172 .
  9. ↑ "S. cerevisiae gener, der kræves til cellecyklus standsning som reaktion på tab af mikrotubulus funktion." celle . 66 (3): 507-17. August 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90014-3 . PMID  1651171 .
  10. ↑ "En forsinkelse i Saccharomyces cerevisiae cellecyklus, der er induceret af et dicentrisk kromosom og afhængig af mitotiske kontrolpunkter". Molekylær og cellulær biologi . 12 (9): 3857-64. September 1992. DOI : 10.1128/MCB.12.9.3857 . PMID  1324407 .
  11. ↑ "Afvigende adskilte centromerer aktiverer spindelsamlingens kontrolpunkt i spirende gær". Journal of Cell Biology . 133 (1): 75-84. april 1996. DOI : 10.1083/jcb.133.1.75 . PMID  8601615 .
  12. ↑ "Aktivering af det spirende gærspindelsamlingskontrolpunkt uden mitotisk spindelafbrydelse". videnskab . 273 (5277): 953-6. August 1996. Bibcode : 1996Sci...273..953H . DOI : 10.1126/science.273.5277.953 . PMID  8688079 .
  13. ↑ "Checkpoint-gener, der kræves for at forsinke celledeling som reaktion på nocodazol, reagerer på nedsat kinetochore-funktion i gæren Saccharomyces cerevisiae". Molekylær og cellulær biologi . 15 (12): 6838-44. December 1995. DOI : 10.1128/MCB.15.12.6838 . PMID  8524250 .
  14. ↑ "Centromer DNA-mutationer inducerer en mitotisk forsinkelse i Saccharomyces cerevisiae". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 89 (19): 8908-12. Oktober 1992. Bibcode : 1992PNAS...89.8908S . DOI : 10.1073/pnas.89.19.8908 . PMID  1409584 .
  15. ↑ "Læsioner i mange forskellige spindelkomponenter aktiverer spindelkontrolpunktet i den spirende gær Saccharomyces cerevisiae". Genetik . 152 (2): 509-18. juni 1999. DOI : 10.1093/genetics/152.2.509 . PMID  10353895 .
  16. ↑ "Strukturel og mekanisk kontrol af mitotisk progression". Cold Spring Harbor Symposia om kvantitativ biologi . 56 :613-9. 1991. DOI : 10.1101/sqb.1991.056.01.070 . PMID  1819511 .
  17. ↑ 1 2 "Kontrollpunktet, der forsinker anafasen som reaktion på kromosommonoorientering, medieres af et hæmmende signal produceret af ubundne kinetochorer". Journal of Cell Biology . 130 (4): 941-8. August 1995. doi : 10.1083/ jcb.130.4.941 . PMID 7642709 . 
  18. ↑ "Tension-sensitive kinetochore phosphorylation and the kromosom distribution checkpoint in praying mantid spermatocytes". Journal of Cell Science . 110 (Pt 5)(5): 537-45. marts 1997. DOI : 10.1242/jcs.110.5.537 . PMID  9092936 .
  19. ↑ "Mitose i hvirveldyrs somatiske celler med to spindler: implikationer for metafase/anafase overgangskontrolpunktet og spaltning". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 94 (10): 5107-12. Maj 1997. Bibcode : 1997PNAS...94.5107R . DOI : 10.1073/pnas.94.10.5107 . PMID  9144198 .
  20. ↑ "Størrelseskontrol i dyrenes udvikling". celle . 96 (2): 235-44. Januar 1999. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)80563-2 . PMID  9988218 .
  21. ↑ "Centrosomduplikation i somatiske pattedyrceller kræver E2F og Cdk2-cyclin A". Naturcellebiologi . 1 (2): 88-93. juni 1999. DOI : 10.1038/10054 . PMID  10559879 .
  22. ↑ "Proteinkinaser i kontrol af centrosomcyklussen". FEBS Breve . 452 (1-2): 92-5. juni 1999. DOI : 10.1016/S0014-5793(99)00534-7 . PMID  10376685 .
  23. ↑ "Hvordan celler får de rigtige kromosomer". videnskab . 275 (5300): 632-7. Januar 1997. doi : 10.1126/science.275.5300.632 . PMID  9005842 .
  24. ↑ "Centromergeometrien, der er afgørende for at holde mitose fejlfri, styres af spindelkræfter". natur . 450 (7170): 745-9. November 2007. Bibcode : 2007Natur.450..745L . DOI : 10.1038/nature06344 . PMID  18046416 .
  25. ↑ "Spænding mellem to kinetochorer er tilstrækkelig til deres bi-orientering på den mitotiske spindel". natur . 428 (6978): 93-7. marts 2004. Bibcode : 2004Natur.428...93D . DOI : 10.1038/nature02328 . PMID  14961024 .
  26. ↑ "Aurora kinase fremmer omsætning af kinetochore mikrotubuli for at reducere kromosomsegregationsfejl". Nuværende biologi . 16 (17): 1711-8. september 2006. DOI : 10.1016/j.cub.2006.07.022 . PMID  16950108 .
  27. ↑ "Aurora kinaser som mål mod kræftlægemidler". Klinisk kræftforskning . 14 (6): 1639-48. marts 2008. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-07-2179 . PMID  18347165 .
  28. ↑ 1 2 "Kromosomsammenhæng, kondensering og adskillelse". Årlig gennemgang af biokemi . 69 :115-44. 2000. doi : 10.1146/annurev.biochem.69.1.115 . PMID  10966455 .
  29. ↑ "Etablering og vedligeholdelse af søsterkromatidkohæsion i fissionsgær ved en unik mekanisme". EMBO Journal . 20 (20): 5779-90. Oktober 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.20.5779 . PMID 11598020 . 
  30. ↑ "Spindlen er påkrævet til processen med søsterkromatidadskillelse i Drosophila neuroblaster". Eksperimentel celleforskning . 192 (1): 10-5. Januar 1991. DOI : 10.1016/0014-4827(91)90150-S . PMID  1898588 .
  31. ↑ "Udformning af metafasekromosomet: koordinering af sammenhæng og kondensation". bioessays . 23 (10): 924-35. oktober 2001. doi : 10.1002/ bies.1133 . PMID 11598959 . 
  32. ↑ "Krav til heterochromatin for kohæsion ved centromerer". videnskab . 294 (5551): 2539-42. December 2001. Bibcode : 2001Sci...294.2539B . DOI : 10.1126/science.1064027 . PMID  11598266 .
  33. ↑ "Rekruttering af cohesin til heterokromatiske områder af Swi6/HP1 i fissionsgær". Naturcellebiologi . 4 (1): 89-93. januar 2002. DOI : 10.1038/ncb739 . PMID  11780129 .
  34. ↑ "RNA-interferensmaskineri regulerer kromosomdynamikken under mitose og meiose i fissionsgær". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 100 (1): 193-8. Januar 2003. Bibcode : 2003PNAS..100..193H . DOI : 10.1073/pnas.232688099 . PMID  12509501 .
  35. ↑ "Dicer er afgørende for dannelsen af ​​heterochromatinstrukturen i hvirveldyrceller". Naturcellebiologi . 6 (8): 784-91. August 2004. doi : 10.1038/ ncb1155 . PMID 15247924 . 
  36. ↑ "Kinetokoren er en forstærker af pericentrisk cohesinbinding". PLOS Biologi . 2 (9): E260. September 2004. doi : 10.1371/journal.pbio.0020260 . PMID  15309047 . publikation med åben adgang
  37. ↑ "Human Orc2 lokaliserer til centrosomer, centromerer og heterochromatin under kromosomarvning". EMBO Journal . 23 (13): 2651-63. juli 2004. doi : 10.1038/sj.emboj.7600255 . PMID  15215892 .
  38. ↑ "Oprindelsesgenkendelseskomplekset fungerer i søster-chromatid-kohæsion i Saccharomyces cerevisiae". celle . 128 (1): 85-99. Januar 2007. DOI : 10.1016/j.cell.2006.11.045 . PMID  17218257 .
  39. ↑ "Kinetokore-orientering i mitose og meiose". celle . 119 (3): 317-27. Oktober 2004. DOI : 10.1016/j.cell.2004.10.014 . PMID  15507205 .
  40. ↑ "Scc1/Rad21/Mcd1 er påkrævet for søsterkromatid-kohæsion og kinetochore-funktion i hvirveldyrceller". udviklingscelle . 1 (6): 759-70. December 2001. DOI : 10.1016/S1534-5807(01)00088-0 . PMID  11740938 .
  41. ↑ "Depletering af Drad21/Scc1 i Drosophila-celler fører til ustabilitet af cohesinkomplekset og forstyrrelse af mitotisk progression" (PDF) . Nuværende biologi . 13 (3): 208-18. februar 2003. DOI : 10.1016/S0960-9822(03)00047-2 . PMID  12573216 .
  42. ↑ "Molekylær arkitektur af SMC-proteiner og gær-cohesinkomplekset". Molekylær celle . 9 (4): 773-88. april 2002. DOI : 10.1016/S1097-2765(02)00515-4 . PMID  11983169 .
  43. ↑ "SMC-medieret kromosommekanik: et bevaret skema fra bakterier til hvirveldyr?". Gener og udvikling . 13 (1): 11-9. januar 1999. DOI : 10.1101/gad.13.1.11 . PMID  9887095 .
  44. ↑ "Et ESP1/PDS1-kompleks regulerer tab af søsterkromatid-kohæsion ved overgangen til metafase til anafase i gær". celle . 93 (6): 1067-76. juni 1998. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)81211-8 . PMID  9635435 .
  45. ↑ "Fosforylering af cohesin-underenheden Scc1 med Polo/Cdc5-kinase regulerer søsterkromatid-separation i gær". celle . 105 (4): 459-72. maj 2001. DOI : 10.1016/S0092-8674(01)00362-2 . PMID  11371343 .
  46. ↑ "Nedbrydning af Drosophila PIM regulerer søsterkromatidadskillelse under mitose". Gener og udvikling . 14 (17): 2192-205. september 2000. doi : 10.1101/ gad.176700 . PMID 10970883 . 
  47. ↑ "Securin-nedbrydning medieres af fzy og fzr og er påkrævet for fuldstændig kromatidseparation, men ikke for cytokinese". EMBO Journal . 20 (4): 792-801. februar 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.4.792 . PMID 11179223 . 
  48. ↑ "Karakterisering af hvirveldyrs cohesinkomplekser og deres regulering i profase". Journal of Cell Biology . 151 (4): 749-62. November 2000. doi : 10.1083/ jcb.151.4.749 . PMID 11076961 . 
  49. ^ "Identifikation og karakterisering af SA/ Scc3p -underenheder i Xenopus og humane cohesin-komplekser". Journal of Cell Biology . 150 (3): 405-16. August 2000. doi : 10.1083/ jcb.150.3.405 . PMID 10931856 . 
  50. ↑ "Regulering af søsterkromatid-kohæsion mellem kromosomarme". Nuværende biologi . 14 (13): 1187-93. juli 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.06.052 . PMID  15242616 .
  51. ↑ "Mikromanipulation af kromosomer afslører, at frigivelse af kohæsion under celledeling er gradvis og ikke kræver spænding". Nuværende biologi . 14 (23): 2124-9. December 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.11.052 . PMID  15589155 .
  52. ↑ "Den fuldstændige fjernelse af cohesin fra kromosomarme afhænger af separase". Journal of Cell Science . 120 (Pt 23): 4188-96. December 2007. doi : 10.1242/ jcs.011528 . PMID 18003702 . 
  53. ↑ "Shugoshin forhindrer dissociation af cohesin fra centromerer under mitose i hvirveldyrceller". PLOS Biologi . 3 (3): e86. marts 2005. doi : 10.1371/journal.pbio.0030086 . PMID  15737064 . publikation med åben adgang
  54. ↑ "Hvirveldyr shugoshin forbinder søster centromere kohæsion og kinetochore mikrotubuli stabilitet i mitose". celle . 118 (5): 567-78. September 2004. doi : 10.1016/j.cell.2004.08.016 . PMID  15339662 .
  55. ↑ 1 2 3 4 "Mad1/Mad2-komplekset som skabelon for Mad2-aktivering i spindelsamlingens kontrolpunkt". Nuværende biologi . 15 (3): 214-25. februar 2005. DOI : 10.1016/j.cub.2005.01.038 . PMID  15694304 .
  56. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 "Spindelsamlingskontrolpunktet i rum og tid". Naturanmeldelser. Molekylær cellebiologi . 8 (5): 379-93. maj 2007. DOI : 10.1038/nrm2163 . PMID  17426725 .
  57. ↑ "Hec1's rolle i spindelkontrolpunktsignalering og kinetochorerekruttering af Mad1/Mad2". videnskab . 297 (5590): 2267-70. September 2002. Bibcode : 2002Sci...297.2267M . DOI : 10.1126/science.1075596 . PMID  12351790 .
  58. ↑ "Survivin er påkrævet for et vedvarende spindelkontrolpunkt som reaktion på manglende spænding". EMBO Journal . 22 (12): 2934-47. juni 2003. doi : 10.1093/emboj/ cdg307 . PMID 12805209 . 
  59. ↑ "Det lille molekyle Hesperadin afslører en rolle for Aurora B i at korrigere kinetochore-mikrotubulus vedhæftning og i at opretholde spindelsamlingens kontrolpunkt". Journal of Cell Biology . 161 (2): 281-94. april 2003. doi : 10.1083/ jcb.200208092 . PMID 12707311 . 
  60. ↑ "Kinetokoren koder for en mekanisk omskifter for at forstyrre spindelsamlingens kontrolpunktssignalering". Naturcellebiologi . 17 (7): 868-79. juli 2015. DOI : 10.1038/ncb3179 . PMID26053220  . _
  61. ↑ Bruce Alberts. Cellens molekylære biologi . — Sjette udgave. - New York, NY, 2015. - 1 bind (diverse sider) s. — ISBN 978-0-8153-4432-2 , 0-8153-4432-5, 978-0-8153-4464-3, 0-8153-4464-3, 978-0-8153-4524-4, 0- 8153-4524-0.
  62. ↑ "På vej mod kræft: aneuploidi og det mitotiske kontrolpunkt". Naturanmeldelser. Kræft . 5 (10): 773-85. oktober 2005. doi : 10.1038/ nrc1714 . PMID 16195750 . 
  63. ↑ "Genetiske ustabiliteter i humane kræftformer". natur . 396 (6712): 643-9. December 1998. Bibcode : 1998Natur.396..643L . DOI : 10.1038/25292 . PMID  9872311 .
  64. ↑ "Forårsager aneuploidi kræft?". Aktuel udtalelse i cellebiologi . 18 (6): 658-67. December 2006. doi : 10.1016/ j.ceb.2006.10.002 . PMID 17046232 . 
  65. ↑ "Mutationer af mitotiske checkpoint-gener i humane kræftformer". natur . 392 (6673): 300-3. marts 1998. Bibcode : 1998Natur.392..300C . DOI : 10.1038/32688 . PMID  9521327 .
  66. ↑ "Deficient spindel assembly checkpoint in multipelt myelom". PLOS ET . 6 (11): e27583. 2011. Bibcode : 2011PLoSO...627583D . doi : 10.1371/journal.pone.0027583 . PMID  22132115 . publikation med åben adgang
  67. ↑ Grady, William M. (2004). "Genomisk ustabilitet og tyktarmskræft". Kræft og metastase anmeldelser . 23 (1-2): 11-27. DOI : 10.1023/A:1025861527711 . PMID  15000146 .
  68. ↑ "Et krav om brystkræft-associeret gen 1 (BRCA1) i spindelkontrolpunktet". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 101 (49): 17108-13. December 2004. Bibcode : 2004PNAS..10117108W . DOI : 10.1073/pnas.0407585101 . PMID  15563594 .
  69. ↑ "Mad2 overekspression fremmer aneuploidi og tumorigenese hos mus". kræftceller . 11 (1): 9-23. Januar 2007. DOI : 10.1016/j.ccr.2006.10.019 . PMID  17189715 .
  70. ↑ "Overekspression af BUBR1 er forbundet med kromosomal ustabilitet i blærekræft". Kræftgenetik og cytogenetik . 174 (1): 42-7. April 2007. doi : 10.1016/ j.cancergencyto.2006.11.012 . PMID 17350465 . 
  71. ↑ 1 2 "Aneuploidens rolle i at fremme og undertrykke tumorer". Journal of Cell Biology . 185 (6): 935-7. juni 2009. doi : 10.1083/ jcb.200905098 . PMID 19528293 . 
  72. ↑ Cross, Shawn M. (1995). "Et p53-afhængigt musespindelkontrolpunkt." videnskab . 3 (5202): 1353-1356. Bibcode : 1995Sci...267.1353C . DOI : 10.1126/science.7871434 . PMID  7871434 .
  73. ↑ "Det molekylære grundlag og potentielle rolle for survivin i cancerdiagnose og terapi". Tendenser i molekylær medicin . 7 (12): 542-7. December 2001. DOI : 10.1016/S1471-4914(01)02243-2 . PMID  11733216 .
  74. ↑ "Når genomet spiller terninger: omgåelse af spindelsamlingens kontrolpunkt og næsten tilfældig kromosomadskillelse i multipolære cancercellemitoser". PLOS ET . 3 (4): e1871. April 2008. Bibcode : 2008PLoSO...3.1871G . doi : 10.1371/journal.pone.0001871 . PMID  18392149 . publikation med åben adgang
  75. ↑ "Målretning mod mikrotubuli til cancerkemoterapi". Aktuel medicinsk kemi. Midler mod kræft . 5 (1): 65-71. Januar 2005. doi : 10.2174/ 1568011053352569 . PMID 15720262 . 
  76. ↑ 1 2 "Aurora kinaser: nye mål for cancerterapi". Klinisk kræftforskning . 12 (23): 6869-75. December 2006. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-06-1405 . PMID  17145803 .
  77. ↑ "AURORA-A-amplifikation tilsidesætter det mitotiske spindelsamlingskontrolpunkt, hvilket inducerer modstand mod Taxol". kræftceller . 3 (1): 51-62. Januar 2003. DOI : 10.1016/S1535-6108(02)00235-0 . PMID  12559175 .
  78. ↑ "VX-680, en potent og selektiv hæmmer af små molekyler af Aurora-kinaserne, undertrykker tumorvækst in vivo". Naturmedicin . 10 (3): 262-7. marts 2004. DOI : 10.1038/nm1003 . PMID  14981513 .
  79. ↑ "Survivin, cancernetværk og pathway-directed drug discovery". Naturanmeldelser. Kræft . 8 (1): 61-70. januar 2008. DOI : 10.1038/nrc2293 . PMID  18075512 .
  80. ↑ "Induktion af apoptose af en inhibitor af det mitotiske kinesin KSP kræver både aktivering af spindelsamlingens kontrolpunkt og mitotisk glidning". kræftceller . 8 (1):49-59. Juli 2005. DOI : 10.1016/j.ccr.2005.06.003 . PMID  16023598 .


Yderligere læsning 

  • Larsen NA, Al-Bassam J, Wei RR, Harrison SC (januar 2007). "Strukturel analyse af Bub3-interaktioner i det mitotiske spindelkontrolpunkt" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 104 (4): 1201-6. Bibcode : 2007PNAS..104.1201L . DOI : 10.1073/pnas.0610358104 . PMC  1770893 . PMID  17227844 .
  • Wang X, Babu JR, Harden JM, Jablonski SA, Gazi MH, Lingle WL, de Groen PC, Yen TJ, van Deursen JM (juli 2001). "Det mitotiske kontrolpunktprotein hBUB3 og mRNA-eksportfaktoren hRAE1 interagerer med GLE2p-bindende sekvens (GLEBS)-holdige proteiner." Journal of Biological Chemistry . 276 (28): 26559-67. DOI : 10.1074/jbc.M101083200 . PMID  11352911 .
  • Kitagawa R, Rose AM (december 1999). "Komponenter i spindelsamlingskontrolpunktet er essentielle i Caenorhabditis elegans." Naturcellebiologi . 1 (8): 514-21. DOI : 10.1038/70309 . PMID  10587648 . S2CID  25953096 .

Links

 cellecyklus
Faser
Interfase
M-fase
Andre faser
Kontrolpunkter
Regulatorer
Cycliner
  • EN
  • B
  • D
  • E
  • F
Cyclin-afhængige kinaser
Ubiquitin ligaser
Cdk-hæmmere
  • Cip/Kip ( s . 21 , s. 27 , s. 57 )
  • INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 )
Andet
  • cdc2
  • Cdc25
  • cdc42
  • Cellulær apoptose dispositionsprotein
  • E2F
  • modningsaccelerationsfaktor
  • Wee