Kohezja chromatyd siostrzanych jest niezbędna do segregacji chromosomów i jest pośredniczy kohezyna związana z DNA. Interakcje kohezyny z DNA mogą być odwrócone przez białko Wapl związane z kohezją, podczas gdy stabilnie związana z DNA forma kohezyny jest uważana za mediatora kohezji. U kręgowców Sororin jest niezbędny dla kohezji i stabilnych interakcji kohezyny z DNA, ale sposób, w jaki Sororin wykonuje te funkcje jest nieznany. Pokazujemy, że replikacja DNA i acetylacja kohezyny promują wiązanie Sororyny z kohezyną i że Sororyna wypiera Wapl z jego partnera wiążącego Pds5. W przypadku braku Wapl, Sororin staje się zbędny dla kohezji. spójności. Proponujemy, aby Sororin utrzymywał spójność poprzez hamowanie zdolności Wapl do zdolność Wapl do dysocjacji kohezyny z DNA. Sororyna została zidentyfikowana tylko u kręgowców, ale pokazujemy, że wiele gatunków bezkręgowców zawiera białka związane z Sororin białka i że jedno z nich, dalmatyńczyk, jest niezbędne dla kohezji u Drosophila. Mechanizm, który tutaj opisujemy, może być zatem szeroko zachowany wśród różnych gatunków. --- Sororin jest pozytywnym regulatorem kohezji chromatyd siostrzanych, który oddziałuje z kompleksem kompleksem kohezyny. Sororyna jest wymagana do zwiększenia stabilności kompleksu kompleksu kohezyny na chromatynie po replikacji DNA i chromatydzie siostrzanej podczas G(2). Mechanizm, za pomocą którego sororyna zapewnia kohezję, jest obecnie obecnie nieznany. Ponieważ pierwotna sekwencja sororyny nie zawiera żadnych wcześniej scharakteryzowanych motywów strukturalnych lub funkcjonalnych, podjęliśmy się analizę struktury i funkcji białka sororyny. Wykorzystując serię zmutowanych pochodnych sororyny, pokazujemy, że zdolność sororyny do wiązania się z chromatyną jest oddzielona zarówno od jej roli w spójności chromatyd siostrzanych, jak i jej interakcji z kompleksem kohezyny. Pokazujemy również, że pochodne sororyny z delecjami lub mutacjami w konserwowanym C-końcu nie udaje się uratować fenotypu fenotypu utraty kohezji spowodowanego przez sororin RNAi i że te mutacje również znoszą asocjację sororyny z kompleksem kohezyny. Nasze dane sugerują że interakcja wysoce konserwatywnego motywu na końcu C sororyny z kompleksem kohezyny ma kluczowe znaczenie dla jego zdolności do pośredniczenia w chromatydzie siostrzanej kohezji. --- Kohezja chromatyd siostrzanych, która zależy od kohezyny, jest niezbędna dla wiernej segregacji replikowanych chromosomów. Tutaj donosimy, że kompleks splicingowy kompleks Prp19 jest niezbędny dla kohezji zarówno w G2, jak i mitozie, a co za tym idzie dla prawidłowego postępu komórki przez mitozę. Inaktywacja czynników splicingowych SF3a120 i U2AF65 indukuje podobne defekty kohezji jak inaktywacja kompleksu Prp19. inaktywacja. Nasze dane wskazują, że wszystkie te czynniki splicingowe są wymagane do akumulacji czynnika kohezji Sororin, poprzez ułatwianie prawidłowego splicingu jego pre-mRNA. Wreszcie, pokazujemy, że ektopowa ekspresja Sororin koryguje wadliwą kohezję spowodowaną inaktywacją kompleksu Prp19. Proponujemy, aby kompleks kompleks Prp19 i maszyneria splicingowa przyczyniają się do ustanowienia kohezji poprzez promowanie akumulacji Sororin w fazie S, a zatem są niezbędne do utrzymania stabilności genomu, niezbędne do utrzymania stabilności genomu. --- Kohezja chromatyd siostrzanych, w której pośredniczy kohezyna i jest regulowana przez Sororin, jest jest niezbędna do segregacji chromosomów. W komórkach ssaków ustanowienie kohezji i rekrutacja sororyny do kohezyny związanej z chromatyną zależy od acetylotransferaz Esco1 i Esco2. Mutacje w Esco2 powodują zespół Robertsa, chorobę rozwojową, w której chorobę rozwojową, w której chromosomy mitotyczne mają morfologię "kolejową". morfologię torów kolejowych. Tutaj pokazujemy, że niedobór Esco2 prowadzi do zakończenia rozwoju myszy na etapie przed- i poimplantacyjnym, wskazując, że Esco2 funkcjonuje nieredundantnie z Esco1. Esco2 ulega przejściowej ekspresji podczas S, kiedy lokalizuje się w heterochromatynie pericentrycznej (PCH). W interfazie, Esco2 prowadzi do zmniejszenia acetylacji kohezyny i rekrutacji sororyny do chromatyny. do chromatyny. We wczesnej mitozie niedobór Esco2 powoduje zmiany w chromosomalnej lokalizacji kohezyny i jej protektora Sgo1. Nasze wyniki sugerują, że Esco2 jest potrzebny do acetylacji kohezyny w PCH i że ta modyfikacja jest jest wymagana do prawidłowego rozmieszczenia kohezyny na chromosomach mitotycznych i centromerze. chromosomach mitotycznych i dla kohezji centromerowej. --- TŁO: Kohezyna pośredniczy w spójności chromatyd siostrzanych poprzez topologicznie uwięzienie siostrzanych cząsteczek DNA wewnątrz jego struktury pierścieniowej. Kohezyna jest ładowana na DNA przez kompleks ładujący Scc2/NIPBL-Scc4/MAU2 w sposób, który zależy od aktywności adenozynotrifosfatazy (ATPazy) podjednostek Smc1 i Smc3 kohezyny. podjednostek kohezyny. Późniejsze ustanowienie kohezji podczas replikacji DNA zależy od acetylacji Smc3 przez Esco1 i Esco2 oraz od rekrutacji sororyny, która "blokuje" kohezynę na DNA poprzez inaktywację czynnika uwalniania kohezyny Wapl. WYNIKI: Ludzkie mutanty ATPazy kohezyny wiążą się przejściowo z DNA w sposób który zależy od kompleksu ładującego, ale nie może być stabilizowany na chromatynie przez zubożenie Wapl. Mutanty te nie mogą być acetylowane, nie oddziałują z sororyną i nie pośredniczą w kohezji. Brak acetylacji Smc3 w mutantach mutantach ATPazy nie jest konsekwencją ich przejściowej asocjacji z DNA, ale jest bezpośrednio spowodowany ich niezdolnością do hydrolizy ATP, ponieważ acetylacja acetylacji kohezyny typu dzikiego zależy również od hydrolizy ATP. WNIOSKI: Nasze dane wskazują, że ustanowienie kohezji obejmuje następujące kroki. Po pierwsze, kohezyna przejściowo wiąże się z DNA w sposób, który zależy od kompleksu ładującego. Następnie hydroliza ATP przez kohezynę prowadzi do uwięzienia DNA i przekształca Smc3 w stan, który może być acetylowany. Wreszcie, acetylacja Smc3 prowadzi do rekrutacji sororyny, hamowania Wapl, i stabilizacji kohezyny na DNA. Nasze odkrycie, że aktywność ATPazy kohezyny jest wymagana zarówno do ładowania kohezyny, jak i acetylacji Smc3, rodzi możliwość że ustanowienie kohezji jest bezpośrednio związane z reakcją, w której kohezyna wiąże DNA. --- Utrzymanie spójności chromatyd siostrzanych od fazy S do początku anafazy zależy od małego, ale ewolucyjnie konserwowanego białka o nazwie Sororin. Sororyna jest fosfoproteiną, a jej dynamiczna lokalizacja i funkcja są regulowane przez kinazy białkowe, takie jak Cdk1/cyklina B i Erk2. Asocjacja Sororin z chromatyną wymaga wstępnego załadowania kohezyny do chromatyny i modyfikacji Smc3 podczas replikacji DNA. Sororyna antagonizuje funkcję Wapl w uwalnianiu kohezyny z fazy S do G 2 i promuje uwalnianie kohezyny z ramion chromatyd siostrzanych w profazie poprzez interakcję z Plk1. Niniejszy przegląd koncentruje się na postępach w identyfikacji i regulacji Sororin podczas cyklu komórkowego; rola modyfikacji potranslacyjnej na funkcję Sororin; rola Sororin w w utrzymaniu i rozwiązywaniu kohezji chromatyd siostrzanych; i wreszcie omawia pojawiającą się rolę Sororin w nowotworach i potencjalne kwestie, którymi należy się zająć w przyszłości. być rozwiązane w przyszłości. --- Kohezja chromatyd siostrzanych zależy od sororyny, białka, które stabilizuje kompleksy acetylowane kompleksy kohezyny na DNA poprzez antagonizowanie czynnika uwalniania kohezyny Wings-apart like protein (Wapl). Kohezja jest niezbędna dla ale musi zostać rozpuszczona, aby umożliwić rozdzielenie chromatyd siostrzanych. Aby Aby to osiągnąć, większość kohezyny jest usuwana z ramion chromosomów w profazie i prometafazie. profazie i prometafazie w sposób, który zależy od Wapl i fosforylacji podjednostki kohezyny antygenu stromalnego 2 (SA2), podczas gdy centromeryczna kohezyna jest rozszczepiana w metafazie przez proteazę separazę. Tutaj pokazujemy, że kinazy mitotyczne kinazy Aurora B i kinaza zależna od cyklin 1 (Cdk1) destabilizują interakcje między sororyną a podjednostką kohezyny przedwczesnej dysocjacji sióstr 5 (Pds5) poprzez fosforylację sororyny, co prowadzi do uwolnienia acetylowanej kohezyny z ramion chromosomów i utraty kohezji. W centromerach, protektor kohezyny protektor shugoshin (Sgo1) - fosfataza białkowa 2A (PP2A) antagonizuje Aurorę B i Cdk1 częściowo poprzez defosforylację sororyny, a tym samym utrzymuje kohezję aż do metafazy. metafazy. Proponujemy, aby stopniowa utrata spójności między ramionami chromosomów i centromerami jest spowodowana lokalną regulacją aktywności Wapl, która jest kontrolowana przez stan fosforylacji Sororyny. --- Informacje o autorze: (1)Ubiquitin Signaling Group, Department of Disease Biology, The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research University of Copenhagen, Kopenhaga, Dania. (2)Bioinformatics Centre, Biotech Research and Innovation Centre, University of Kopenhaga, Kopenhaga, Dania. (3)Department of Proteomics, The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, University of Copenhagen, Kopenhaga, Dania. Protein Research, Uniwersytet Kopenhaski, Kopenhaga, Dania Instytut Biologii Molekularnej (IMB), Moguncja, Dania Biologii Molekularnej (IMB), Moguncja, Niemcy. (4)Department of Cell Death and Metabolism, Danish Cancer Society Research Center, Kopenhaga, Dania. Centrum Badań Duńskiego Towarzystwa Onkologicznego, Kopenhaga, Dania. (5) Instytut Medycyny Molekularnej i Translacyjnej, Uniwersytet Palackiego, Ołomuniec, Republika Czeska. (6)Department of Proteomics, The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, Uniwersytet Kopenhaski, Kopenhaga, Dania. (7)Ubiquitin Signaling Group, Department of Disease Biology, The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research University of Copenhagen, Dania. Foundation Center for Protein Research University of Copenhagen, Kopenhaga, Dania niels.mailand@cpr.ku.dk. --- Uporządkowane zakończenie kohezji chromatyd siostrzanych podczas mitozy ma kluczowe znaczenie dla dokładnej segregacji chromosomów. Podczas profazy, kinazy mitotyczne fosforylują kohezynę i jej protektor sororynę, wyzwalając zależne od Wapl uwalnianie kohezyny z ramion chromosomów. Kompleks shugoshin (Sgo1)-PP2A chroni centromeryczną aż do jej rozszczepienia przez separazę na początku anafazy. Tutaj przedstawiamy strukturę krystaliczną ludzkiego subkompleksu kohezyny zawierającego SA2 i Scc1. Wiele powtórzeń HEAT SA2 tworzy strukturę w kształcie smoka. Scc1 nawiązuje rozległe kontakty z SA2, z jednym wiążącym hotspotem. Sgo1 i Wapl konkurują o wiązanie do konserwowanego miejsca na SA2-Scc1. W tym miejscu mutacje reszt SA2 które zakłócają wiązanie Wapl, omijają wymóg Sgo1 w ochronie kohezji. Tak więc, oprócz rekrutacji PP2A do defosforylacji kohezyny i sororyny, Sgo1 fizycznie chroni kohezynę przed Wapl. Ten nieoczekiwany, bezpośredni antagonizm między Sgo1 i Wapl zwiększa ochronę kohezji centromerycznej. --- Chociaż splicing jest niezbędny do ekspresji większości genów eukariotycznych, inaktywacja czynników splicingowych powoduje specyficzne defekty mitozy. Molekularna molekularna przyczyna tego defektu jest nieznana. Tutaj pokazujemy, że podjednostki spliceosomu SNW1 i PRPF8 są niezbędne dla spójności chromatyd siostrzanych w ludzkich komórkach. komórkach. Analiza całego transkryptomu ujawniła, że pozbawienie SNW1 lub PRPF8 wpływa na splicing określonych intronów w podzbiorze pre-mRNA, w tym pre-mRNA kodujących białko kohezyjne sororynę i podjednostkę APC/C APC2. SNW1 powoduje defekty kohezji głównie poprzez zmniejszenie poziomu sororyny, co powoduje destabilizację kohezyny na DNA. Zubożenie SNW1 zmniejsza również APC/C i przyczynia się do defektów kohezji pośrednio poprzez opóźnianie opóźniając mitozę i powodując "zmęczenie kohezyjne". Jednoczesna ekspresja sororyny i APC2 z cDNA pozbawionego intronów przywraca kohezję w komórkach pozbawionych SNW1. Te wyniki wskazują, że spliceosom jest wymagany do mitozy, ponieważ umożliwia ekspresję genów ekspresję genów niezbędnych dla kohezji. Nasza identyfikacja identyfikacja zatrzymanych intronów w komórkach pozbawionych SNW1 i PRPF8 może pomóc w zrozumieć etiologię chorób związanych z defektami splicingu, takich jak retinosa pigmentosum i rak. --- Kohezja chromatyd siostrzanych, w której pośredniczy kompleks kohezyny, jest niezbędna dla segregacji chromosomów podczas podziału komórki. Wykorzystując funkcjonalne badania genomiczne, zidentyfikowaliśmy zestaw 26 czynników splicingowych pre-mRNA, które są wymagane dla spójności chromatyd siostrzanych w ludzkich komórkach. kohezji chromatyd w ludzkich komórkach. Utrata podjednostek spliceosomu zwiększa szybkość dysocjacji szybkość dysocjacji kohezyny z chromatyny i znosi kohezję po replikacji DNA replikacji DNA, ostatecznie powodując katastrofę mitotyczną. Zubożenie czynników splicingowych powoduje wadliwe przetwarzanie pre-mRNA kodującego sororynę, czynnik wymaganego do stabilnej asocjacji kohezyny z chromatyną i związanego z tym obniżenie poziomu białka sororyny. Ekspresja bezintronowej wersji sororyny i zubożenie białka uwalniającego kohezynę WAPL tłumi defekt kohezji w komórkach pozbawionych czynników splicingowych. Proponujemy, aby składniki spliceosomu przyczyniają się do kohezji chromatyd siostrzanych i segregacji chromosomów mitotycznych poprzez splicing pre-mRNA sororyny. Nasze wyniki podkreślają utratę spójności jako wczesną komórkową konsekwencję zaburzonego splicingu. Może to mieć implikacje implikacje kliniczne, ponieważ SF3B1, czynnik splicingowy, który zidentyfikowaliśmy jako niezbędny dla kohezji, jest regularnie mutowany w przewlekłej białaczce limfocytowej. --- Kohezyna pośredniczy w spójności chromatyd siostrzanych i przyczynia się do organizacji chromatyny międzyfazowej poprzez zapętlanie DNA. W komórkach somatycznych kręgowców, kohezyna składa się z Smc1, Smc3, Rad21 i SA1 lub SA2. Trzy dodatkowe czynniki czynniki Pds5, Wapl i Sororin wiążą się z kohezyną i modulują jej dynamiczne związek z chromatyną. U kręgowców występują dwa białka Pds5, Pds5A i Pds5B, ale ich funkcjonalna specyficzność pozostaje niejasna. Tutaj wykazać, że białka Pds5 są niezbędne do ustanowienia kohezji poprzez umożliwiając acetylację Smc3 przez acetylotransferazy kohezyny (CoAT) Esco1/2 i wiązanie Sororin. Podczas gdy oba białka przyczyniają się do kohezji telomerów i ramion, Pds5B jest szczególnie wymagane dla spójności centromerowej. Ponadto, zmniejszona akumulacja Aurory B w wewnętrznym regionie centromeru w komórkach pozbawionych Pds5B upośledza jego funkcję korekcji błędów, promując nieprawidłową segregację chromosomów i aneuploidię. Nasza praca wspiera model, w którym skład i funkcja kompleksów różni się między różnymi regionami chromosomów.
Jaka jest główna funkcja sororyny?
Sororyna jest pozytywnym regulatorem kohezji chromatyd siostrzanych, który oddziałuje z kompleksem kohezyny.