动粒蛋白Mis12复合物的结构与功能研究

The assembly of the multiprotein complex called the kinetochore controls accurate chromosome segregation for maintaining genetic integrity, which is essential to cell survival. As the keystone of kinetochore, Mis12 complex plays the key role in connecting outer centromere with centromeric DNA. And Mis12 complex can regulate the interactions between the kinetochore protein complexes during different cell cycle stages for transmitting the force, generated by kinetochore streching. The structural and functional study of the intact Mis12 complex and its subunits will provide useful clues for development of cell cycle antagonist. The content of this project is the structural and functional study of Mis12 complex. It will accomplish structure determination of 1-2 single protein or complex protein. Combined with biochemistry and molecular biology researches, this project will illustrate the molecular mechanism of the interactions between subunits in Mis12 complex. We also explain the conncetion between Mis12 complex with outer centromere in atomic level. At last, we will publish 1-2 high level papers indexed by SCI.

动粒蛋白复合物的组装控制着细胞有丝分裂后期染色体的准确分离，以维持基因的完整性，对细胞的存活至关重要。Mis12复合物作为外层动粒的关键复合物，它起到连接外层动粒与内层着丝粒DNA的作用，并能够调控不同细胞循环时期动粒蛋白复合物之间的相互作用，以传递动粒拉伸所产生的力。对Mis12复合物整体及其组成亚基的结构与功能研究将为细胞循环阻断剂的研发提供有用的线索。本项目将对Mis12复合物的结构与功能展开研究，测定1-2个单体或者复合物的结构，结合其它生物化学、分子生物学等的研究，阐明Mis12复合物中各亚基之间相互作用的分子机理，以及其连接外层动粒的结构基础和分子机理，并发表1-2篇高水平SCI论文。

细胞通过有丝分裂将姐妹染色单体均等分配到两个子细胞，是细胞遗传信息准确传递的关键机制，对于维持基因组稳定性具有重要意义，有丝分裂异常将导致多倍体细胞的产生，进而引发肿瘤等多种疾病。动粒与微管的正确连接是细胞有丝分裂正常进行的保证。目前已经发现有多个外层动粒蛋白能被Aurora B磷酸化以激活纺锤体检验点，纠正动粒-微管的错误连接，使染色体正确分离。然而，是否有内层动粒蛋白能被Aurora B磷酸化，在动粒-微管连接纠错过程中发挥作用尚不清楚。本项目解析了裂殖酵母Mis12-Nnf1复合物的结构，鉴定了其与内层动粒蛋白CENP-C相互作用的界面，并基于结构分析和生物化学研究发现CENP-C第28位苏氨酸能被Aurora B磷酸化，调控其与Mis12复合物的相互作用，在细胞有丝分裂过程中参与纺锤体检验点途径的激活以及动粒-微管错误连接的纠正。该研究首次发现了内层动粒蛋白能被激酶磷酸化，作为旁路途径调控纺锤体检验点的激活和动粒-微管的正确连接，进一步加深了对细胞有丝分裂期基因组稳定性调控机制的认识。项目资助期间，发表标注资助号的SCI 论文5 篇，按计划完成了相应的研究任务；与多个实验室开展合作研究，促进研究工作的进展；有4名硕士毕业，获得硕士学位，6名博士毕业，获得博士学位。如上所述，我们按照计划，圆满地完成了相应的研究任务。