Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Этапы клеточного цикла. Контрольная точка шпинделя происходит во время фазы М.
Схема, показывающая развитие клеточного цикла между прометафазой и анафазой.

Контрольная точка веретена , также известная как переход от метафазы к анафазе , контрольная точка сборки веретена (SAC) или контрольная точка митоза , является контрольной точкой клеточного цикла во время митоза или мейоза, которая предотвращает разделение дублированных хромосом ( анафаза ) до тех пор, пока хромосома правильно прикреплена к веретену . Для достижения правильной сегрегации две кинетохоры на сестринских хроматидах должны быть прикреплены к противоположным полюсам веретена (биполярная ориентация). [1]Только такой паттерн прикрепления гарантирует, что каждая дочерняя клетка получит одну копию хромосомы. Определяющая биохимическая особенность этого контрольно - пропускной пункта является стимуляцией анафаза-продвижение комплекса на М-фаза циклина-CDK комплексы , которые , в свою очередь , вызывают протеолитическое разрушение циклинов и белков , которые держат сестринские хроматиды вместе. [2]

Обзор и важность [ править ]

Начало метафазы характеризуется соединением микротрубочек с кинетохорами хромосом, а также выравниванием хромосом в середине клетки. Каждая хроматида имеет свою собственную кинетохору, и все микротрубочки, которые связаны с кинетохорами сестринских хроматид, исходят от противоположных полюсов клетки. Эти микротрубочки оказывают притягивающее усилие на хромосомы к противоположным концам клеток, в то время как сцепление между сестринскими хроматидами противодействует этой силе.

При переходе от метафазы к анафазе это сцепление между сестринскими хроматидами растворяется, и разделенные хроматиды притягиваются к противоположным сторонам клетки микротрубочками веретена. Хроматиды далее разделяются физическим движением самих полюсов веретена. Преждевременная диссоциация хроматид может привести к неправильной сегрегации хромосом и анеуплоидии в дочерних клетках. Таким образом, задача контрольной точки метафазы - предотвратить этот переход в анафазу до тех пор, пока хромосомы не будут правильно прикреплены, прежде чем сестринские хроматиды разделятся.

Чтобы сохранить идентичность и правильную функцию клетки, необходимо поддерживать соответствующее количество хромосом после каждого деления клетки . Ошибка в создании дочерних клеток с меньшим или большим числом хромосом, чем ожидалось (ситуация, называемая анеуплоидией ), может в лучшем случае привести к гибели клетки или, в качестве альтернативы, может привести к катастрофическим фенотипическим результатам. [3] [4] Примеры включают:

  • В раковых клетках анеуплоидия - частое явление, указывающее на то, что эти клетки представляют собой дефект в механизме, участвующем в сегрегации хромосом , а также в механизме, обеспечивающем правильное выполнение сегрегации.
  • У людей синдром Дауна возникает у детей, несущих в своих клетках одну дополнительную копию хромосомы 21 , в результате дефекта сегрегации хромосом во время мейоза у одного из предков. Этот дефект приведет к образованию гаметы (сперматозоида или ооцита) с дополнительной хромосомой 21. После оплодотворения эта гамета даст зародыш с тремя копиями хромосомы 21.

Обнаружение контрольной точки шпиндельной сборки (SAC) [ править ]

На микроскопическом изображении показаны две клетки с хромосомами, окрашенными DAPI, одна в анафазе (слева), а другая в метафазе (справа), причем большинство ее хромосом находится в метафазной пластинке, а некоторые хромосомы все еще не выровнены.

Циркле (в 1970 г.) был одним из первых исследователей, заметивших, что, когда только одна хромосома задерживается, чтобы достичь метафазной пластинки, наступление анафазы откладывается на несколько минут после ее прибытия. [5] Это наблюдение, вместе с аналогичными наблюдениями, предполагает, что существует механизм контроля при переходе от метафазы к анафазе. При использовании таких препаратов, как нокодазол и колхицин , митотическое веретено разбирается, и клеточный цикл блокируется при переходе от метафазы к анафазе. При использовании этих препаратов (см. Обзор Ридера и Палаццо в 1992 г. [6] ) предполагаемый механизм контроля был назван контрольной точкой сборки шпинделя (SAC). С тех пор этот регуляторный механизм интенсивно изучается. [7]

Используя различные типы генетических исследований, было установлено, что различные виды дефектов способны активировать SAC: деполимеризация веретена, [8] [9] наличие дицентрических хромосом (с двумя центромерами), [10] центромеры, разделяющиеся в аберрантный путь, [11] дефекты тел полюса веретена у S. cerevisiae , [12] дефекты кинетохорных белков, [13] мутации в центромерной ДНК [14] или дефекты молекулярных моторов, активных во время митоза. [8] Резюме этих наблюдений можно найти в статье Хардвика и соавторов в 1999 году. [15]

Используя свои собственные наблюдения, Циркле [5] был первым, кто предположил, что «какое-то (…) вещество, необходимое для перехода клетки в анафазу, появляется через несколько минут после C (момента прибытия последней хромосомы к метафазной пластинке). , или после резкого изменения состояния цитоплазмы , сразу в точке C или сразу после точки C ", предполагая, что эта функция находится на кинетохорах, не прикрепленных к митотическому веретену. Макинтош расширил это предложение, предположив, что один фермент, чувствительный к напряжению, расположенный на центромерах, продуцирует ингибитор начала анафазы, когда две сестринские кинетохоры не находятся под биполярным напряжением. [16]В самом деле, доступные данные предполагают, что сигнал «ждать, чтобы войти в анафазу» вырабатывается в основном на незакрепленных кинетохорах или рядом с ними. [17] Однако первичным событием, связанным с прикреплением кинетохоры к веретену, которое способно инактивировать тормозной сигнал и снять остановку метафазы, может быть либо приобретение микротрубочек кинетохорой (как было предложено Ридером и соавторами в 1995 г.). [17] ), или напряжение, стабилизирующее прикрепление микротрубочек к кинетохорам (как предполагают эксперименты, проведенные в лаборатории Никласа [18] ). Последующие исследования в клетках, содержащих два независимых митотических веретена в единственной цитоплазме.показали, что ингибитор перехода из метафазы в анафазу генерируется неприсоединенными кинетохорами и не может свободно диффундировать в цитоплазму. [19] Тем не менее, в том же исследовании было показано, что, как только переход от метафазы к анафазе инициируется в одной части клетки, эта информация распространяется по всей цитоплазме и может преодолеть сигнал «ждать, чтобы войти в анафазу». связан со вторым веретеном, содержащим неприсоединенные кинетохоры.

Справочная информация о дупликации, сплоченности и сегрегации сестринских хроматид [ править ]

Деление клетки: дублирование материала и распределение по дочерним клеткам [ править ]

Три типа деления клеток: бинарное деление (происходит у прокариот ), митоз и мейоз (происходит у эукариот ).

Когда клетки готовы к делению, потому что размер клеток достаточно велик или потому что они получают соответствующий стимул, [20] они активируют механизм вступления в клеточный цикл, и они дублируют большинство органелл во время фазы S (синтеза), включая их центросомы. . Следовательно, когда процесс деления клеток завершится, каждая дочерняя клетка получит полный набор органелл. В то же время во время фазы S все клетки должны очень точно дублировать свою ДНК , этот процесс называется репликацией ДНК . После завершения репликации ДНК у эукариот молекула ДНК уплотняется и конденсируется с образованием митотических хромосом , каждая из которых состоит из двух сестринских хроматид., которые остаются вместе благодаря установлению сплоченности между ними; каждая хроматида представляет собой полную молекулу ДНК, присоединенную через микротрубочки к одной из двух центросом делящейся клетки, расположенных на противоположных полюсах клетки. Структура, образованная центросомами и микротрубочками, называется митотическим веретеном из-за ее характерной формы, удерживающей хромосомы между двумя центросомами. Обе сестринские хроматиды остаются вместе до анафазы.; в этот момент они отделяются друг от друга и движутся к центросоме, к которой они прикреплены. Таким образом, когда две дочерние клетки отделяются в конце процесса деления, каждая из них получит полный набор хроматид. Механизм, ответственный за правильное распределение сестринских хроматид во время деления клетки, называется сегрегацией хромосом .

Чтобы гарантировать, что сегрегация хромосом происходит правильно, клетки разработали точный и сложный механизм. Во-первых, клетки должны координировать дупликацию центросом с репликацией ДНК, и нарушение этой координации будет генерировать монополярные или мультиполярные митотические веретена, которые обычно приводят к аномальной сегрегации хромосом [21], потому что в этом случае распределение хромосом не происходит. сбалансированным образом.


Митоз: закрепление хромосом на веретене и сегрегация хромосом [ править ]

Также: кинетохора
Изображение клетки человека во время митоза ; микротрубочки показаны зеленым цветом (образующие митотическое веретено), хромосомы - синим цветом на экваторе веретена, а кинетохоры - красным.

Во время фазы S центросома начинает дублироваться. Как раз в начале митоза обе центриоли достигают своей максимальной длины, привлекают дополнительный материал, и их способность образовывать ядро ​​микротрубочек увеличивается. По мере развития митоза обе центросомы разделяются, образуя митотическое веретено. [22] Таким образом, митотическое веретено имеет два полюса, исходящие из микротрубочек. Микротрубочки (МТ) представляют собой длинные белковые филаменты с асимметричными концами: один конец, обозначенный «минус» (-), относительно стабильный и близкий к центросоме, и конец, названный «плюсовым» (+) концом, с чередующимися фазами роста и ретракция, исследуя центр клетки, ища хромосомы. Каждая хроматида имеет особую область, называемую центромерой., на вершине которой собрана белковая структура, называемая кинетохорой., который способен стабилизировать плюс-конец микротрубочки. Следовательно, если случайно микротрубочка, исследующая центр клетки, встречает кинетохору, может случиться так, что кинетохора захватит ее, так что хромосома прикрепится к веретену через кинетохору одной из сестринских хроматид. Хромосома играет активную роль в прикреплении кинетохор к веретену. С хроматином связан фактор обмена Ran-гуаниновых нуклеотидов (GEF), который стимулирует цитозольный Ran рядом с хромосомой для связывания GTP вместо GDP. Активированная GTP-связанная форма Ran высвобождает стабилизирующие микротрубочки белки, такие как TPX2, из белковых комплексов в цитозоле, что вызывает зародышеобразование и полимеризацию микротрубочек вокруг хромосом. [23] Эти микротрубочки, происходящие из кинетохор, вместе с моторными белками кинезина во внешней кинетохоре, облегчают взаимодействия с боковой поверхностью микротрубочек, образованных из полюсов веретена. Однако эти боковые крепления нестабильны и должны быть преобразованы в концевые крепления. Преобразование латерального прикрепления в концевое позволяет преобразовать рост и сокращение плюс-концов микротрубочек в силы, которые толкают и тянут хромосомы для достижения правильной би-ориентации. Так как случается, что сестринские хроматиды прикрепляются друг к другу, и обе кинетохоры расположены спина к спине на обеих хроматидах, когда одна кинетохора присоединяется к одной центросоме, сестринская кинетохора оказывается экспонированной центросоме, расположенной на противоположном полюсе; по этой причине,в большинстве случаев вторая кинетохора становится связанной с центросомой на противоположном полюсе через свои микротрубочки,[24], так что хромосомы становятся «би-ориентированными», фундаментальная конфигурация (также называемая амфителической ), чтобы гарантировать, что сегрегация хромосом будет происходить правильно, когда клетка будет делиться. [25] [26] Иногда один из двух сестринских кинетохор может одновременно присоединяться к МТ, генерируемым обоими полюсами, конфигурация называется меротелической , которая не обнаруживается контрольной точкой веретена, но может генерировать отстающие хромосомы во время анафазы и, как следствие, анеуплоидию. . Меротелическая ориентация (характеризующаяся отсутствием напряжения между сестринскими кинетохорами) часто встречается в начале митоза, но белок Aurora B (киназа, законсервированная от дрожжей до позвоночных) обнаруживает и устраняет этот тип закрепления.[27] (Примечание: Aurora B часто сверхэкспрессируется в различных типах опухолей и в настоящее время является мишенью для разработки противоопухолевых препаратов. [28] )

Сцепление сестринских хроматид во время митоза [ править ]

Cohesin: белки SMC [ править ]

Как уже отмечалось ранее, сестринские хроматиды остаются связанными с S фазы (когда ДНК реплицируется с образованием двух идентичных копий, двух хроматид) до анафазы. В этот момент две сестринские хроматиды разделяются и перемещаются к противоположным полюсам делящейся клетки. Генетические и биохимические исследования дрожжей и яичных экстрактов у Xenopus laevis идентифицировали полипротеиновый комплекс как важный игрок в слипании сестринских хроматид (см. Обзор Hirano в 2000 г. [29] ). Этот комплекс известен как когезиновый комплекс и у Saccharomyces cerevisiae состоит по крайней мере из четырех субъединиц: Smc1p, Smc3p, Scc1p (или Mcd1p) и Scc3p. И Smc1p, и Smc3p принадлежат к семейству белков дляСтруктурное поддержание хромосом (SMC), которые составляют группу хромосомных АТФаз, высококонсервативных и образующих гетеродимер (Smc1p / Smc3p). Scc1p является гомологом Rad21 в S.cerevisiae , впервые идентифицированного как белок, участвующий в репарации ДНК у S. pombe . Эти четыре белка необходимы дрожжам, и мутация в любом из них приведет к преждевременному разделению сестринских хроматид. У дрожжей когезин связывается с преимущественными участками вдоль хромосомных плеч и очень распространен вблизи центромер, как было показано в исследовании с использованием иммунопреципитации хроматина. [30]

Роль гетерохроматина [ править ]

Классические цитологические наблюдения подтвердили, что сестринские хроматиды более прочно прикреплены к гетерохроматическим регионам [31], и это подтвердило, что особая структура или состав гетерохроматина может способствовать рекрутированию cohesin. [32] Фактически, было показано, что Swi6 (гомолог HP-1 в S. pombe ) связывается с метилированным Lys 9 гистона H3 и способствует связыванию когезина с центромерными повторами в S. pombe . [33] [34] Более поздние исследования показывают, что механизм РНКи регулирует установление гетерохроматина, который, в свою очередь, рекрутирует когезин в эту область, как вS. pombe [35] и в клетках позвоночных. [36] Однако должны быть другие механизмы, помимо гетерохроматина, чтобы обеспечить повышенную когезию центромер, поскольку у S. cerevisiae отсутствует гетерохроматин рядом с центромерами, но наличие функциональной центромеры вызывает увеличение ассоциации когезинов в смежной области, охватывающей 20 -50кб. [37]

В этом направлении Orc2 (один белок, включенный в комплекс распознавания ориджина , ORC, участвующий в инициации репликации ДНК во время S фазы ) также располагается на кинетохорах во время митоза в клетках человека; [38] в соответствии с этой локализацией, некоторые наблюдения показывают, что Orc2 у дрожжей участвует в слипчивости сестринских хроматид, и его удаление индуцирует активацию SAC. [39] Также было замечено, что другие компоненты комплекса ORC (такие как orc5 в S. pombe ) участвуют в слипчивости. [40] Однако молекулярный путь с участием белков ORC, по-видимому, дополняет путь когезинов, и в большинстве случаев он неизвестен.

Функция сплоченности и ее растворение [ править ]
Схема, показывающая слипание сестринских хроматид, прикрепленных к микротрубочкам веретена через их кинетохоры

Центромерная когезия противостоит силам, действующим со стороны микротрубочек веретена по направлению к полюсам, которые создают напряжение между сестринскими кинетохорами. В свою очередь, это натяжение стабилизирует прикрепление микротрубочек-кинетохор посредством механизма, вовлекающего белок Aurora B (обзор по этой проблеме: Hauf and Watanabe 2004 [41] ).

Действительно, снижение клеточных уровней когезина вызывает преждевременное разделение сестринских хроматид, а также дефекты хромосомной конгрессии в метафазной пластинке и делокализацию белков в хромосомном комплексе-пассажирах , который содержит белок Aurora B. [42] [43] Предлагаемая структура когезинового комплекса предполагает, что этот комплекс непосредственно соединяет обе сестринские хроматиды. [44] В этой предложенной структуре компоненты SMC когезина играют структурную роль, так что гетеродимер SMC может функционировать как ДНК-связывающий белок, конформация которого регулируется АТФ . [45] Scc1p и Scc3p, однако, д. Играть регулирующую роль. [29]

В S.cerevisiae , , Pds1p (также известный как секурин ) регулирует сестринских хроматид сцепление, потому что он связывает и ингибирует протеазы Esp1p ( separin или сепараза ). Когда запускается начало анафазы, комплекс, способствующий анафазе ( APC / Cили Cyclosome) разрушает секурин. APC / C представляет собой кольцевую убиквитинлигазу E3, которая рекрутирует E2-убиквитин-конъюгированный фермент, нагруженный убиквитином. Секурин распознается, только если Cdc20, субъединица активатора, связана с ядром APC / C. Когда секурин, Cdc20 и E2 все связаны с APC / C, E2 убиквитинирует секурин и избирательно разрушает его. Распад секурина высвобождает протеазу Esp1p / separase, которая разрушает кольца когезина, которые связывают две сестринские хроматиды, тем самым способствуя разделению сестринских хроматид. [46] Также было показано, что киназа Polo / Cdc5 фосфорилирует сериновые остатки рядом с участком разрезания для Scc1, и это фосфорилирование может способствовать разрезанию активности. [47]

Хотя этот механизм сохраняется в процессе эволюции, [48] [49] у позвоночных большинство молекул когезина высвобождается в профазе, независимо от присутствия APC / C, в процессе, зависящем от Polo-like 1 ( PLK1 ) и Aurora B. [50] Тем не менее, было показано, что небольшое количество Scc1 остается связанным с центромерами в клетках человека до метафазы, и такое же количество сокращается в анафазе, когда оно исчезает из центромер. [51] С другой стороны, некоторые эксперименты показывают, что сцепление сестринских хроматид в плечах постепенно теряется после разделения сестринских центромер и сестринские хроматиды перемещаются к противоположным полюсам клетки. [52] [53]

Согласно некоторым наблюдениям, часть когезинов в хромосомных плечах и центромерных когезинов защищена белком Shugoshin (Sgo1), избегая их высвобождения во время профазы. [54] [55] Чтобы быть способным действовать как защитник для центромерного слипания, Sgo1 должен быть инактивирован в начале анафазы, так же как и Pds1p. Фактически, и Pds1p, и Sgo1 являются субстратами APC / C у позвоночных. [56]

Обзор контрольных точек сборки шпинделя [ править ]

Контрольная точка сборки веретена (SAC) - это активный сигнал, производимый неправильно прикрепленными кинетохорами , который сохраняется у всех эукариот . SAC останавливает клеточный цикл, отрицательно регулируя CDC20, тем самым предотвращая активацию активности полиубиквитилирования комплекса, стимулирующего анафазу (APC). Белки, ответственные за сигнал SAC, составляют комплекс митотических контрольных точек (MCC), который включает белки SAC, MAD2 / MAD3 (недостаточность остановки митоза), BUB3 (отпочкование, не ингибируемое бензимидазолом) и CDC20 . [57] Другие белки, участвующие в SAC, включают MAD1 ,Bub1 , MPS1 и Aurora B . Для высших эукариот дополнительные регуляторы SAC включают компоненты комплекса ROD-ZW10 , кометы p31 , MAPK , CDK1-циклин-B , NEK2 и PLK1 . [58]

Активация контрольной точки [ править ]

SAC контролирует взаимодействие между неправильно соединенными кинетохорами и микротрубочками веретена и поддерживается до тех пор, пока кинетохоры не будут правильно прикреплены к веретену. Во время прометафазы белки CDC20 и SAC концентрируются на кинетохорах перед прикреплением к сборке веретена. Эти белки поддерживают SAC в активном состоянии до тех пор, пока они не будут удалены и не будет выполнено правильное прикрепление кинетохор к микротрубочкам. Даже одна неприсоединенная кинетохора может поддерживать контрольную точку шпинделя. [57]После присоединения плюс-концов микротрубочек и образования микротрубочек кинетохор MAD1 и MAD2 истощаются из сборки кинетохор. Другой регулятор активации чекпоинтов - натяжение кинетохор. Когда сестринские кинетохоры правильно прикреплены к противоположным полюсам веретена, силы в митотическом веретене создают напряжение в кинетохорах. Bi-ориентированные сестринские кинетохоры стабилизируют сборку кинетохора-микротрубочка, тогда как слабое натяжение оказывает дестабилизирующее действие. В ответ на неправильные прикрепления кинетохор, такие как синтетическиеприкрепление, при котором обе кинетохоры прикрепляются к одному полюсу шпинделя, создаваемое слабое натяжение дестабилизирует неправильное прикрепление и позволяет кинетохоре правильно повторно прикрепляться к телу шпинделя. Во время этого процесса кинетохоры, которые прикреплены к митотическому веретену, но не находятся под напряжением, запускают контрольную точку веретена. Киназа Aurora-B / Ipl1 хромосомного комплекса-пассажира функционирует как датчик напряжения в неправильных прикреплениях кинетохор. Он обнаруживает и дестабилизирует неправильные вложения посредством контроля над микротрубочками разъединяя Кините кинезины MCAK, в DASH комплекса , а Ndc80 / Hec1 комплексов [59] на микротрубочки кинетохора интерфейсе. [58]Киназа Aurora-B / Ipl1 также важна для коррекции меротелических прикреплений, когда одна кинетохора одновременно прикрепляется к обоим полюсам веретена. Меротелические прикрепления создают достаточное натяжение и не обнаруживаются SAC, и без коррекции могут привести к неправильной сегрегации хромосом из-за медленной скорости миграции хроматид. Хотя прикрепление микротрубочек независимо необходимо для активации SAC, неясно, является ли натяжение независимым регулятором SAC, хотя ясно, что с натяжением возникают различные регуляторные поведения.

После активации, шпиндель контрольной точки блокирует анафазу записи посредством ингибирования анафазы промотирующего комплекса посредством регуляции активности митотической контрольной точки комплекса. Механизм ингибирования APC комплексом митотических контрольных точек плохо изучен, хотя предполагается, что MCC связывается с APC как псевдосубстрат, используя мотив KEN-box в BUBR1 . В то же время, когда активируется комплекс митотических контрольных точек, центрерный белок CENP-E активирует BUBR1, который также блокирует анафазу. [58]

Формирование комплекса митотических контрольных точек [ править ]

Комплекс митотической контрольной точки состоит из BUB3 вместе с MAD2 и MAD3, связанными с Cdc20 . MAD2 и MAD3 имеют разные сайты связывания на CDC20 и действуют синергетически, ингибируя APC / C. Комплекс MAD3 состоит из BUB3, который связывается с Mad3 и BUB1B через короткий линейный мотив, известный как мотив GLEBS. Точный порядок вложений, которые должны произойти для формирования MCC, остается неизвестным. Возможно, что Mad2-Cdc20 образуют комплекс в то же время, как BUBR1-BUB3-Cdc20 образуют другой комплекс, и эти два субкомплекса, следовательно, объединяются с образованием комплекса митотической контрольной точки. [57]В клетках человека связывание BUBR1 с CDC20 требует предварительного связывания MAD2 с CDC20, поэтому возможно, что субкомплекс MAD2-CDC20 действует как инициатор образования MCC. Истощение BUBR1 приводит только к умеренному снижению уровней Mad2-Cdc20, в то время как Mad2 необходим для связывания BubR1-Bub3 с Cdc20. Тем не менее, BUBR1 по-прежнему требуется для активации КПП. [58]

Механизм образования MCC неясен, и существуют конкурирующие теории как кинетохор-зависимого, так и кинетохор-независимого образования. В поддержку теории, независимой от кинетохоров, МКЦ обнаруживается у S. cerevisiae.клетки, в которых основные белки сборки кинетокор были мутированы, и клетки, в которых SAC был деактивирован, что предполагает, что MCC может собираться во время митоза без локализации кинетохор. В одной модели несвязанные кинетохоры прометафазы могут «сенсибилизировать» APC к ингибированию MCC путем рекрутирования APC на кинетохоры через функционирующий SAC. Более того, истощение различных белков SAC показало, что истощение MAD2 и BUBR1 влияет на время митоза независимо от кинетохор, тогда как истощение других белков SAC приводит к дисфункциональному SAC без изменения продолжительности митоза. Таким образом, возможно, что SAC функционирует через двухступенчатый таймер, где MAD2 и BUBR1 контролируют продолжительность митоза на первой стадии,который может быть расширен на второй стадии, если есть несвязанные кинетохоры, а также другие белки SAC.[58] Однако есть ряд доказательств, которые не в пользу кинетохор-независимой сборки. MCC еще предстоит обнаружить во время интерфазы , в то время как MCC не образуется из своих компонентов вэкстрактах X. laevis meiosis II без добавления сперматозоидов ядер и нокодазола для предотвращения сборки веретена.

Ведущей моделью образования MCC является «MAD2-template model», которая зависит от динамики кинетохор MAD2 для создания MCC. MAD1 локализуется на незакрепленных кинетохорах, при этом прочно связываясь с MAD2. Локализация MAD2 и BubR1 к кинетохора может также зависеть от киназы Aurora B . [60] Клетки, лишенные Aurora B, не могут задерживаться в метафазе, даже если хромосомы не прикреплены к микротрубочкам. [61] Неприкрепленные кинетохоры сначала связываются с кометным комплексом MAD1-C-MAD2-p31 и высвобождают комету p31.через неизвестные механизмы. Полученный комплекс MAD-C-MAD2 рекрутирует открытый конформер Mad2 (O-Mad2) в кинетохоры. Этот O-Mad2 меняет свою конформацию на закрытый Mad2 (C-Mad2) и связывает Mad1. Этот комплекс Mad1 / C-Mad2 отвечает за привлечение большего количества O-Mad2 к кинетохорам, что меняет свою конформацию на C-Mad2 и связывает Cdc20 в реакции автоамплификации. Поскольку MAD1 и CDC20 оба содержат сходный MAD2-связывающий мотив, пустая конформация O-MAD2 изменяется на C-MAD2 при связывании с CDC20. Эта петля положительной обратной связи негативно регулируется кометой p31 , которая конкурентно связывается с C-MAD2, связанным либо с MAD1, либо с CDC20, и снижает дальнейшее связывание O-MAD2 с C-MAD2. Могут существовать и другие механизмы контроля, учитывая, что комета p31отсутствует у низших эукариот. Таким образом, номенклатура «шаблонной модели» является производной от процесса, в котором MAD1-C-MAD2 действует как шаблон для образования копий C-MAD2-CDC20. Эта секвестрация Cdc20 важна для поддержания контрольной точки шпинделя. [57]

Деактивация контрольной точки [ править ]

Существует несколько механизмов для дезактивации SAC после правильной би-ориентации сестринских хроматид . После прикрепления микротрубочек к кинетохорам механизм отделения посредством моторного комплекса динеин-динеин транспортирует белки контрольных точек веретена от кинетохор. [58] Обрезанные белки, которые включают MAD1, MAD2, MPS1 и CENP-F , затем перераспределяются по полюсам веретена . Процесс зачистки сильно зависит от неповрежденной структуры микротрубочек, а также от подвижности динеина по микротрубочкам. Комета p31 не только функционирует в качестве регулятора цепи положительной обратной связи C-MAD2, но и может действовать как деактиватор SAC. Неприкрепленные кинетохоры временно инактивируют p31комета , но прикрепление реактивирует белок и ингибирует активацию MAD2, возможно, путем ингибирующего фосфорилирования. Другой возможный механизм инактивации SAC является результатом энергозависимой диссоциации комплекса MAD2-CDC20 посредством недеструктивного убиквитилирования CDC20. Напротив, деубиквитилирующий фермент протектин необходим для поддержания SAC. Таким образом, несвязанные кинетохоры поддерживают контрольную точку, непрерывно воссоздавая субкомплекс MAD2-CDC20 из его компонентов. SAC также может быть деактивирован протеолизом, индуцированным активацией APC.. Поскольку SAC не реактивируется потерей сцепления сестринских хроматид во время анафазы, протеолиз циклина B и инактивация киназы CDK1-cyclin-B также ингибирует активность SAC. Деградация MPS1 во время анафазы предотвращает реактивацию SAC после удаления сцепления сестринских хроматид. После деактивации контрольной точки и во время нормальной анафазы клеточного цикла комплекс, способствующий анафазе, активируется за счет снижения активности MCC. Когда это происходит, ферментный комплекс полиубиквитинирует ингибитор анафазы секурин . Убиквитинирование и разрушение секурина в конце метафазы высвобождает активную протеазу, называемую сепаразой. Разделение расщепляет молекулы когезии, которые удерживают сестринские хроматиды вместе, чтобы активировать анафазу. [23]

Новая модель дезактивации SAC у S. cerevisiae : механический переключатель [ править ]

Новый механизм был предложен для объяснения того, как прикрепление концевых микротрубочек на кинетохоре может нарушать специфические этапы передачи сигналов SAC. В неприсоединенной кинетохоре первым шагом в образовании MCC является фосфорилирование Spc105 с помощью киназы Mps1. Затем фосфорилированный Spc105 способен рекрутировать сигнальные белки Bub1 и 3, расположенные ниже по течению; Безумные 1,2 и 3; и Cdc20. Ассоциация с Mad1 на неприсоединенных кинетохорах заставляет Mad2 претерпевать конформационное изменение, которое превращает его из открытой формы (O-Mad2) в закрытую форму (C-Mad2). C-Mad2, связанный с Mad1, затем димеризуется со вторым O-Mad2. и катализирует его замыкание около Cdc20. Этот комплекс C-Mad2 и Cdc20, MCC, оставляет Mad1 и C-Mad2 на кинетохоре с образованием другого MCC. Каждая МКЦ изолирует две молекулы Cdc20, чтобы предотвратить их взаимодействие с APC / C,тем самым поддерживая SAC.[23] Фосфорилирование Mps1 Spc105 необходимо и достаточно для инициации пути передачи сигналов SAC, но эта стадия может происходить только в отсутствие прикрепления микротрубочек к кинетохоре. Показано, что эндогенный Mps1 ассоциирован с доменом гомологии кальпонина (CH) Ndc80, который расположен во внешней области кинетохоры, удаленной от хромосомы. Хотя Mps1 стыкован во внешней кинетохоре, он все еще способен локализоваться во внутренней кинетохоре и фосфорилировать Spc105 из-за гибких шарнирных областей на Ndc80. Однако модель механического переключателя предполагает, что прикрепление конца микротрубочки к кинетохоре дезактивирует SAC посредством двух механизмов. Наличие прикрепленной микротрубочки увеличивает расстояние между доменом Ndc80 CH и Spc105. Дополнительно Dam1 / DASH,большой комплекс, состоящий из 160 белков, который образует кольцо вокруг прикрепленной микротрубочки, действует как барьер между двумя белками. Разделение предотвращает взаимодействия между Mps1 и Spc105 и, таким образом, ингибирует сигнальный путь SAC.[62]

Важно отметить, что эта модель не применима к регуляции SAC у организмов более высокого порядка, включая животных. Основным аспектом механизма механического переключения является то, что у S. cerevisiae структура кинетохор допускает прикрепление только одной микротрубочки. Кинетохоры у животных, с другой стороны, представляют собой гораздо более сложные сетчатые структуры, которые содержат сайты связывания для множества микротрубочек. [63] Присоединение микротрубочек ко всем сайтам связывания кинетохор не является необходимым для дезактивации SAC и перехода к анафазе. Следовательно, состояния прикрепления к микротрубочкам и состояния без прикрепления к микротрубочкам сосуществуют в кинетохоре животных, в то время как SAC ингибируется. Эта модель не включает барьер, который помешал бы Mps1, ассоциированному с прикрепленной кинетохорой, фосфорилировать Spc105 в соседней неприсоединенной кинетохоре. Кроме того, дрожжевой комплекс Dam1 / DASH не присутствует в клетках животных.

Дефекты контрольной точки шпинделя и рак [ править ]

Когда контрольная точка веретена не функционирует, это может привести к неправильной сегрегации хромосом, анеуплоидии и даже онкогенезу . [58] Трансформация происходит и ускоряется, когда нарушается поддержание целостности генома, особенно на общем уровне целых хромосом или больших их частей. Фактически, анеуплоидия является наиболее частой характеристикой солидных опухолей человека, и поэтому контрольная точка сборки веретена может рассматриваться как возможная мишень для противоопухолевой терапии. [64] Этот факт сильно недооценивают, поскольку мутации в определенных генах, известных как онкогены или опухолевые супрессорыв первую очередь считаются причиной генетической нестабильности и туморогенеза. Обычно различные контрольные точки в клеточном цикле заботятся о целостности генома с помощью высококонсервативных избыточных механизмов, которые важны для поддержания клеточного гомеостаза и предотвращения туморогенеза. Некоторые белки контрольной точки сборки веретена действуют как положительные и отрицательные регуляторы, чтобы гарантировать правильную сегрегацию хромосом в каждом клеточном цикле, предотвращая хромосомную нестабильность (CIN), также известную как нестабильность генома .

Цитометрический анализ злокачественной карциномы с анеуплоидией

Геномная целостность в настоящее время оценивается на нескольких уровнях, где некоторые опухоли демонстрируют нестабильность, проявляющуюся в виде замен, вставок и делеций оснований, в то время как большинство демонстрирует прирост или потерю целых хромосом. [65]

В связи с тем , что изменения в митотических регуляторных белков может привести к анеуплоидии и это является частым событием в раке , [66] , что первоначально считалось , что эти гены могут мутировать в раковые ткани. [67]

Мутировавшие гены при раке [ править ]

При некоторых формах рака гены, лежащие в основе дефектов, приводящих к трансформации, хорошо охарактеризованы. При гематологических раках, таких как множественная миелома, очень часто встречаются цитогенетические аномалии из-за внутренней природы разрывов ДНК, необходимых для перестройки гена иммуноглобулина. Однако дефекты белков, таких как MAD2, которые функционируют преимущественно в SAC, также характерны для множественной миеломы. [68] Большинство солидных опухолей также преимущественно анеуплоидные. Для колоректального рака BUB1 и BUBR1 и амплификация STK15 являются ключевыми регуляторами, которые участвуют в геномной нестабильности, приводящей к раку. [69] При раке груди генетическая форма, характеризующаяся геном BRCA-1, демонстрирует более высокий уровень геномной нестабильности, чем спорадические формы. Эксперименты показали, что BRCA-1 нулевые мыши имеют пониженную экспрессию белка контрольной точки ключевого веретена MAD2. [70] Для других видов рака требуется дополнительная работа по выявлению причин анеуплоидии.

Другие гены, традиционно не связанные с SAC при раке [ править ]

Очевидно, что вариации физиологических уровней этих белков (таких как Mad2 или BubR1) связаны с анеуплоидией и туморогенезом, и это было продемонстрировано с использованием моделей на животных . [71] [72] Однако недавние исследования показывают, что то, что, по-видимому, происходит, является более сложным сценарием: анеуплоидия будет приводить к высокому уровню онкогенеза только тогда, когда происходят изменения в уровнях конкретных компонентов митотических контрольных точек (снижение или сверхэкспрессия) в тканях. также вызывая другие дефекты, способные предрасполагать их к опухолям. [73]То есть дефекты, такие как увеличение повреждений ДНК, хромосомные перестройки и / или снижение частоты гибели клеток. Известно, что для некоторых компонентов митотических контрольных точек они участвуют в функциях вне митоза: ядерном импорте (Mad1), репрессии транскрипции (Bub3) и гибели клеток, ответе на повреждение ДНК, старении и мегакариопоэзе для BubR1. Все это подтверждает вывод о том, что усиление туморогенеза связано с дефектами, отличными от одной анеуплоидии. [73]

Связанные с раком мутации, затрагивающие известные гены контрольных точек, такие как BUB1 или BUBR1, на самом деле редки. Однако некоторые белки, участвующие в развитии рака, имеют пересечения с сетями сборки веретена. Ключевые опухолевые супрессоры, такие как p53, также играют роль в контрольной точке веретена. Отсутствие p53, наиболее часто мутируемого гена при раке человека, оказывает большое влияние на регуляторы контрольной точки клеточного цикла и, как было показано, действует на контрольную точку G1 в прошлом, но теперь, похоже, также важно для регулирования контрольной точки веретена. [74] Еще одним ключевым аспектом рака является ингибирование гибели клеток или апоптоза . Выживший, член семейства ингибиторов апоптоза (IAP), локализуется в пулах в микротрубочках митотического веретена рядом с центросомами и на кинетохорах метафазных хромосом. Сурвивин не только ингибирует апоптоз, способствуя онкогенезу, но и был вовлечен (с помощью экспериментальных мышей с нокаутом) в качестве важного регулятора хромосомной сегрегации и митоза поздней стадии, аналогичного его роли у более примитивных организмов. [75]

Другие аспекты контрольной точки сборки веретена, такие как прикрепление кинетохор, функция микротрубочек и сцепление сестринских хроматид, вероятно, также являются дефектными, чтобы вызывать анеуплоидию. Было обнаружено, что раковые клетки делятся в нескольких направлениях, избегая контрольной точки сборки веретена, что приводит к мультиполярным митозам. [76] Мультиполярный переход метафаза-анафаза происходит через неполный цикл разделения, что приводит к частым событиям нерасхождения, которые усиливают анеуплоидию в раковых клетках.

Лечение рака SAC [ править ]

Химическая структура паклитаксела или таксола, митотического ингибитора, используемого в химиотерапии рака

Достижения в этой области привели к разработке некоторых методов лечения дефектов сборки веретена. Старые методы лечения, такие как алкалоиды барвинка и таксаны, нацелены на микротрубочки, которые сопровождают формирование митотического веретена за счет нарушения динамики микротрубочек, которые задействуют SAC, останавливая клетку и в конечном итоге приводя к ее гибели. [77] и таксол, и доцетаксел все еще используются для лечения рака груди, рака яичников и других типов эпителиального рака. Однако эти методы лечения часто характеризуются высокой частотой побочных эффектов и лекарственной устойчивостью.

Другие цели в сети регулирующих органов, которые влияют на SAC, также преследуются; Сильный интерес переместился в сторону белков киназы полярного сияния . [78] Ген киназы Aurora A при амплификации действует как онкоген, подавляющий SAC, что приводит к аномальному инициированию анафазы и последующей анеуплоидии, а также устойчивости к TAXOL. [79] Интересно, что низкомолекулярный ингибитор Aurora A продемонстрировал противоопухолевые эффекты на модели in vivo, что позволяет предположить, что это может быть хорошей мишенью для дальнейшей клинической разработки. [80] Ингибиторы Aurora B , которые также находятся в стадии клинической разработки, приводят к аномальной кинетохоре к прикреплению микротрубочек и отменяют митотическую контрольную точку. [78]Сурвивин также является привлекательной молекулярной мишенью для клинических терапевтических разработок, поскольку он действует как главный узел во множестве путей, одним из которых является формирование веретена и контроль контрольных точек. [81] Даже другие подходы включают рассмотрение ингибирования митотических моторных белков, таких как KSP. Эти ингибиторы, которые недавно вступили в клинические испытания, вызывают остановку митоза и, задействуя контрольную точку сборки веретена, вызывают апоптоз. [82] [3]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Santaguida S, Музаккьо A (сентябрь 2009). «Жизнь и чудеса кинетохор» . Журнал EMBO . 28 (17): 2511–31. DOI : 10.1038 / emboj.2009.173 . PMC  2722247 . PMID  19629042 .
  2. ^ Морган, Дэвид Оуэн, 1958- (2007). Клеточный цикл: принципы управления . Лондон: New Science Press. ISBN 978-0-19-920610-0. OCLC  70173205 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ a b Sinha, D .; Duijf, PHG; Кхан, К. К. (2019), "Митотическая проскальзывания: старая сказка с новым поворотом", клеточный цикл , 18 (1): 7-15, DOI : 10,1080 / 15384101.2018.1559557 , ПКА 6343733 , PMID 30601084  
  4. ^ Santaguida S, Амон A (август 2015). «Краткосрочные и долгосрочные последствия неправильной сегрегации хромосом и анеуплоидии». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология . 16 (8): 473–85. DOI : 10.1038 / nrm4025 . ЛВП : 1721,1 / 117201 . PMID 26204159 . 
  5. ^ a b Zirkle RE (март 1970). «Облучение ультрафиолетовым излучением цитоплазмы клеток тритона: разрушение веретена, ложная анафаза и задержка истинной анафазы». Радиационные исследования . 41 (3): 516–37. Bibcode : 1970RadR ... 41..516Z . DOI : 10.2307 / 3572841 . JSTOR 3572841 . PMID 5438206 .  
  6. ^ Ридер CL, Palazzo RE (июль 1992). «Колцемид и митотический цикл». Журнал клеточной науки . 102 (Pt 3) (3): 387–92. PMID 1506421 . 
  7. ↑ Burke DJ, Stukenberg PT (апрель 2008 г.). «Связывание кинетохор-микротрубочки с контрольной точкой веретена» . Клетка развития . 14 (4): 474–9. DOI : 10.1016 / j.devcel.2008.03.015 . PMC 2696048 . PMID 18410725 .  
  8. ^ а б Ли Р., Мюррей А.В. (август 1991 г.). «Обратное управление митозом у почкующихся дрожжей». Cell . 66 (3): 519–31. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90015-5 . PMID 1651172 . 
  9. ^ Хойт MA, Totis L, Roberts BT (август 1991). «Гены S. cerevisiae, необходимые для остановки клеточного цикла в ответ на потерю функции микротрубочек». Cell . 66 (3): 507–17. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90014-3 . PMID 1651171 . 
  10. Перейти ↑ Neff MW, Burke DJ (сентябрь 1992 г.). «Задержка клеточного цикла Saccharomyces cerevisiae, которая индуцируется дицентрической хромосомой и зависит от контрольных точек митоза» . Молекулярная и клеточная биология . 12 (9): 3857–64. DOI : 10,1128 / MCB.12.9.3857 . PMC 360258 . PMID 1324407 .  
  11. ^ Уэллс WA, Мюррей AW (апрель 1996). «Аберрантно разделяющиеся центромеры активируют контрольную точку сборки веретена у почкующихся дрожжей» . Журнал клеточной биологии . 133 (1): 75–84. DOI : 10,1083 / jcb.133.1.75 . PMC 2120768 . PMID 8601615 .  
  12. ^ Хардвик KG, Вайс E, Luca FC, Winey M, Мюррей AW (август 1996). «Активация контрольной точки сборки веретена почкующихся дрожжей без нарушения митотического веретена». Наука . 273 (5277): 953–6. Bibcode : 1996Sci ... 273..953H . DOI : 10.1126 / science.273.5277.953 . PMID 8688079 . 
  13. Перейти ↑ Wang Y, Burke DJ (декабрь 1995 г.). «Гены контрольных точек, необходимые для задержки деления клеток в ответ на нокодазол, отвечают на нарушение функции кинетохор в дрожжах Saccharomyces cerevisiae» . Молекулярная и клеточная биология . 15 (12): 6838–44. DOI : 10,1128 / MCB.15.12.6838 . PMC 230938 . PMID 8524250 .  
  14. ^ Spencer F, Hieter P (октябрь 1992). «Мутации центромерной ДНК вызывают задержку митоза у Saccharomyces cerevisiae» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (19): 8908–12. Bibcode : 1992PNAS ... 89.8908S . DOI : 10.1073 / pnas.89.19.8908 . JSTOR 2360300 . PMC 50033 . PMID 1409584 .   
  15. ^ Хардвик KG, Li R, Mistrot C, Чэнь RH, Dann P, Rudner A, Мюррей AW (июнь 1999). «Повреждения многих различных компонентов веретена активируют контрольную точку веретена в почкующихся дрожжах Saccharomyces cerevisiae» . Генетика . 152 (2): 509–18. PMC 1460633 . PMID 10353895 .  
  16. ^ McIntosh JR (1991). «Структурно-механический контроль митотической прогрессии». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 56 : 613–9. DOI : 10.1101 / sqb.1991.056.01.070 . PMID 1819511 . 
  17. ^ a b Rieder CL, Cole RW, Khodjakov A, Sluder G (август 1995 г.). «Контрольная точка, задерживающая анафазу в ответ на моноориентацию хромосом, опосредована ингибирующим сигналом, производимым неприсоединенными кинетохорами» . Журнал клеточной биологии . 130 (4): 941–8. DOI : 10,1083 / jcb.130.4.941 . PMC 2199954 . PMID 7642709 .  
  18. ↑ Li X, Nicklas RB (март 1997 г.). «Чувствительное к натяжению фосфорилирование кинетохор и контрольная точка распределения хромосом в сперматоцитах богомолов». Журнал клеточной науки . 110 (Pt 5) (5): 537–45. PMID 9092936 . 
  19. ^ Ридер CL, Khodjakov A, Paliulis Л.В., Фортир Т.М., Cole RW, Sluder G (май 1997). «Митоз в соматических клетках позвоночных с двумя веретенами: значение для контрольной точки перехода метафаза / анафаза и расщепления» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (10): 5107–12. Bibcode : 1997PNAS ... 94.5107R . DOI : 10.1073 / pnas.94.10.5107 . PMC 24639 . PMID 9144198 .  
  20. ↑ Conlon I, Raff M (январь 1999 г.). «Размерный контроль в развитии животных». Cell . 96 (2): 235–44. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 80563-2 . PMID 9988218 . 
  21. ^ Meraldi P, Lukas J, Фрай М., Bartek J, Нигг EA (июнь 1999). «Дублирование центросом в соматических клетках млекопитающих требует E2F и Cdk2-циклина A». Природа клеточной биологии . 1 (2): 88–93. DOI : 10,1038 / 10054 . PMID 10559879 . 
  22. ^ Мэр T, Meraldi P, Stierhof Ю.Д., Нигг Е.А., Фрай AM (июнь 1999). «Протеинкиназы в контроле центросомного цикла». Письма FEBS . 452 (1–2): 92–5. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (99) 00534-7 . PMID 10376685 . 
  23. ^ a b c Морган, Дэвид О. (06.09.2006). Клеточный цикл: принципы контроля (праймеры в биологии) (1-е изд.). New Science Press, Ltd. ISBN 978-0-87893-508-6.
  24. ^ Никлас RB (январь 1997). «Как клетки получают правильные хромосомы». Наука . 275 (5300): 632–7. DOI : 10.1126 / science.275.5300.632 . PMID 9005842 . 
  25. ^ Loncarek Дж, Кисурина-Евгеньева О, Т Виноградовой, Hergert Р, La Terra S, Капур ТМ, Khodjakov А (ноябрь 2007 г.). «Геометрия центромеры, необходимая для сохранения безошибочного митоза, контролируется силами веретена» . Природа . 450 (7170): 745–9. Bibcode : 2007Natur.450..745L . DOI : 10,1038 / природа06344 . PMC 2586812 . PMID 18046416 .  
  26. Перейти ↑ Dewar H, Tanaka K, Nasmyth K, Tanaka TU (март 2004 г.). «Напряжения между двумя кинетохорами достаточно для их би-ориентации на митотическом веретене». Природа . 428 (6978): 93–7. Bibcode : 2004Natur.428 ... 93D . DOI : 10,1038 / природа02328 . PMID 14961024 . 
  27. ^ Чимини D, Ван X, HiRel CB, ED Salmon (сентябрь 2006). «Киназа Aurora способствует обороту микротрубочек кинетохор, уменьшая ошибки сегрегации хромосом». Текущая биология . 16 (17): 1711–8. DOI : 10.1016 / j.cub.2006.07.022 . PMID 16950108 . 
  28. ^ Gautschi O, Heighway J, Mack PC, Пурнел PR, Лара PN, Gandara DR (март 2008). «Аврора киназы как мишени противораковых лекарств» . Клинические исследования рака . 14 (6): 1639–48. DOI : 10.1158 / 1078-0432.CCR-07-2179 . PMID 18347165 . 
  29. ^ а б Хирано Т. (2000). «Сцепление, конденсация и разделение хромосом». Ежегодный обзор биохимии . 69 : 115–44. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.69.1.115 . PMID 10966455 . 
  30. Перейти ↑ Tanaka K, Hao Z, Kai M, Okayama H (октябрь 2001 г.). «Создание и поддержание когезии сестринских хроматид в делящихся дрожжах с помощью уникального механизма» . Журнал EMBO . 20 (20): 5779–90. DOI : 10.1093 / emboj / 20.20.5779 . PMC 125673 . PMID 11598020 .  
  31. ^ Гонсалес С, Казал Хименес Дж, Риполь Р, Sunkel CE (январь 1991). «Веретено необходимо для процесса разделения сестринских хроматид в нейробластах дрозофилы». Экспериментальные исследования клеток . 192 (1): 10–5. DOI : 10.1016 / 0014-4827 (91) 90150-S . PMID 1898588 . 
  32. ^ Losada A, Хирано T (октябрь 2001). «Формирование метафазной хромосомы: координация сцепления и конденсации». BioEssays . 23 (10): 924–35. DOI : 10.1002 / bies.1133 . PMID 11598959 . 
  33. ^ Бернард П., Мор JF, Партридж JF, Genier S, Javerzat JP, Allshire RC (декабрь 2001 г.). «Потребность гетерохроматина для сцепления центромер». Наука . 294 (5551): 2539–42. Bibcode : 2001Sci ... 294.2539B . DOI : 10.1126 / science.1064027 . PMID 11598266 . 
  34. ^ Нонака Н, Kitajima Т, Yokobayashi S, G Сяо, Ямамото М, Греуол С.И., Ватанабе Y (январь 2002 г.). «Рекрутирование когезина в гетерохроматиновые области Swi6 / HP1 у делящихся дрожжей». Природа клеточной биологии . 4 (1): 89–93. DOI : 10.1038 / ncb739 . PMID 11780129 . 
  35. ^ Hall IM, Noma K, Греуол SI (январь 2003). «Механизм РНК-интерференции регулирует динамику хромосом во время митоза и мейоза у делящихся дрожжей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (1): 193–8. Bibcode : 2003PNAS..100..193H . DOI : 10.1073 / pnas.232688099 . PMC 140924 . PMID 12509501 .  
  36. ^ Fukagawa T, Ногами M, Ёшикава M, Ikeno M, Окадзаки T, Takami Y, Накаяма T, Oshimura M (август 2004). «Дайсер необходим для формирования структуры гетерохроматина в клетках позвоночных». Природа клеточной биологии . 6 (8): 784–91. DOI : 10.1038 / ncb1155 . PMID 15247924 . 
  37. ^ Вебер С.А., Gerton JL, Polancic JE, DeRisi JL, Кошланда D, Megee PC (сентябрь 2004). «Кинетохора является усилителем связывания перицентрического когезина» . PLOS Биология . 2 (9): E260. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0020260 . PMC 490027 . PMID 15309047 .  
  38. ^ Prasanth С.Г., Prasanth К.В., Сиддикуи К, Спектор Д.Л., Стиллман В (июль 2004 г.). «Человек Orc2 локализуется в центросомах, центромерах и гетерохроматине во время наследования хромосом» . Журнал EMBO . 23 (13): 2651–63. DOI : 10.1038 / sj.emboj.7600255 . PMC 449767 . PMID 15215892 .  
  39. ^ Shimada K, Gasser SM (январь 2007). «Комплекс распознавания происхождения функционирует в сцеплении сестринских хроматид у Saccharomyces cerevisiae». Cell . 128 (1): 85–99. DOI : 10.1016 / j.cell.2006.11.045 . PMID 17218257 . 
  40. Перейти ↑ Kato H, Matsunaga F, Miyazaki S, Yin L, D'Urso G, Tanaka K, Murakami Y (апрель 2008 г.). «Schizosaccharomyces pombe Orc5 играет множество ролей в поддержании стабильности генома на протяжении всего клеточного цикла» . Клеточный цикл . 7 (8): 1085–96. DOI : 10.4161 / cc.7.8.5710 . PMID 18414064 . 
  41. ↑ Hauf S, Watanabe Y (октябрь 2004 г.). «Ориентация кинетохор в митозе и мейозе». Cell . 119 (3): 317–27. DOI : 10.1016 / j.cell.2004.10.014 . PMID 15507205 . 
  42. ^ Соноды Е, Мацусак Т, Моррисон С, Vagnarelli Р, Хоши О, Ushiki Т, Нодзимо К, Т Фукагава, Waizenegger IC, Петерс JM, Ирний туалет, Такед S (декабрь 2001 г.). «Scc1 / Rad21 / Mcd1 необходим для сцепления сестринских хроматид и функции кинетохор в клетках позвоночных». Клетка развития . 1 (6): 759–70. DOI : 10.1016 / S1534-5807 (01) 00088-0 . PMID 11740938 . 
  43. ^ Васса S, S Cotterill, Valdeolmillos AM, Барберо JL, Lin E, Уоррен WD, Хек MM (февраль 2003). «Истощение Drad21 / Scc1 в клетках Drosophila ведет к нестабильности когезинового комплекса и нарушению митотической прогрессии» (PDF) . Текущая биология . 13 (3): 208–18. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (03) 00047-2 . ЛВП : 20.500.11820 / b75b5706-3f21-4cfe-85be-466268afc918 . PMID 12573216 .  
  44. ^ Haering СН, Лёве Дж, Hochwagen А, Нэсмит К (апрель 2002 г.). «Молекулярная архитектура белков SMC и дрожжевого когезинового комплекса». Молекулярная клетка . 9 (4): 773–88. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (02) 00515-4 . PMID 11983169 . 
  45. Перейти ↑ Hirano T (январь 1999). "SMC-опосредованная хромосомная механика: консервативная схема от бактерий до позвоночных?" . Гены и развитие . 13 (1): 11–9. DOI : 10.1101 / gad.13.1.11 . PMID 9887095 . 
  46. ^ Ciosk R, Zachariae W, Михаэлис C, Шевченко, Mann М, Нэсмит K (июнь 1998). «Комплекс ESP1 / PDS1 регулирует потерю сцепления сестринских хроматид при переходе от метафазы к анафазе у дрожжей». Cell . 93 (6): 1067–76. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81211-8 . PMID 9635435 . 
  47. ^ Alexandru G, Ульман F, Mechtler K, Пупар MA, Нэсмит K (май 2001). «Фосфорилирование субъединицы когезина Scc1 с помощью киназы Polo / Cdc5 регулирует разделение сестринских хроматид в дрожжах». Cell . 105 (4): 459–72. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (01) 00362-2 . PMID 11371343 . 
  48. ^ Leismann O, Herzig A, S Heidmann, Ленер CF (сентябрь 2000). «Деградация PIM дрозофилы регулирует разделение сестринских хроматид во время митоза» . Гены и развитие . 14 (17): 2192–205. DOI : 10,1101 / gad.176700 . PMC 316890 . PMID 10970883 .  
  49. ↑ Zur A, Brandeis M (февраль 2001 г.). «Распад секурина опосредуется fzy и fzr и требуется для полного разделения хроматид, но не для цитокинеза» . Журнал EMBO . 20 (4): 792–801. DOI : 10.1093 / emboj / 20.4.792 . PMC 145417 . PMID 11179223 .  
  50. ^ Краткое I, Vorlaufer E, Gieffers C, Петерс BH, Петерс JM (ноябрь 2000). «Характеристика когезиновых комплексов позвоночных и их регуляция в профазе» . Журнал клеточной биологии . 151 (4): 749–62. DOI : 10,1083 / jcb.151.4.749 . PMC 2169443 . PMID 11076961 .  
  51. ^ Лосада А, Yokochi Т, Р Кобаяши, Хирано Т (август 2000 г.). «Идентификация и характеристика субъединиц SA / Scc3p в Xenopus и когезиновых комплексах человека» . Журнал клеточной биологии . 150 (3): 405–16. DOI : 10,1083 / jcb.150.3.405 . PMC 2175199 . PMID 10931856 .  
  52. ^ Хименес-Abián ДФ, я Краткое, Хирота Т, Hauf S, D Герлих, де - ла - Торре С, Элленберга Дж, Петерс JM (июль 2004 г.). «Регуляция сцепления сестринских хроматид между хромосомными плечами». Текущая биология . 14 (13): 1187–93. DOI : 10.1016 / j.cub.2004.06.052 . PMID 15242616 . 
  53. ^ Paliulis Л.В., Никлас РБ (декабрь 2004). «Микроманипуляция хромосом показывает, что высвобождение когезии во время деления клеток происходит постепенно и не требует напряжения» . Текущая биология . 14 (23): 2124–9. DOI : 10.1016 / j.cub.2004.11.052 . PMID 15589155 . 
  54. ^ Nakajima M, Kumada K, Hatakeyama K, Нода T, Петерс JM, Хирота T (декабрь 2007). «Полное удаление когезина из хромосомных плеч зависит от сепарации» . Журнал клеточной науки . 120 (Pt 23): 4188–96. DOI : 10,1242 / jcs.011528 . PMID 18003702 . 
  55. ^ Макгинесс BE, Хирота T, Кудо NR, Петерс JM, Нэсмит K (март 2005). «Шугошин предотвращает диссоциацию когезина от центромер во время митоза в клетках позвоночных» . PLOS Биология . 3 (3): e86. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0030086 . PMC 1054882 . PMID 15737064 .  
  56. Перейти ↑ Salic A, Waters JC, Mitchison TJ (сентябрь 2004 г.). «Шугошин позвоночных связывает сцепление сестринских центромер и стабильность микротрубочек кинетохор в митозе». Cell . 118 (5): 567–78. DOI : 10.1016 / j.cell.2004.08.016 . PMID 15339662 . 
  57. ^ a b c d Де Антони А., Пирсон К. Г., Чимини Д., Канман Дж. К., Сала V, Нези Л., Мапелли М., Сирони Л., Фаретта М., Лосось ED, Мусаккио А. (февраль 2005 г.). «Комплекс Mad1 / Mad2 как шаблон для активации Mad2 в КПП шпиндельной сборки». Текущая биология . 15 (3): 214–25. DOI : 10.1016 / j.cub.2005.01.038 . PMID 15694304 . 
  58. ^ a b c d e f g Musacchio A, Salmon ED (май 2007 г.). «Шпиндельно-сборочный пункт в пространстве и времени». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 8 (5): 379–93. DOI : 10.1038 / nrm2163 . PMID 17426725 . 
  59. ^ Martin-Lluesma S, Stücke В.М., Нигг Е.А. (сентябрь 2002). «Роль Hec1 в передаче сигналов контрольной точки веретена и рекрутинг кинетохор Mad1 / Mad2». Наука . 297 (5590): 2267–70. Bibcode : 2002Sci ... 297.2267M . DOI : 10.1126 / science.1075596 . PMID 12351790 . 
  60. ^ Объектив С.М., Wolthuis Р.М., Klompmaker R, Kauw Дж, Агами Р, Т Brummelkamp, Kops G, Medema RH (июнь 2003 г.). «Survivin требуется для длительной остановки контрольной точки шпинделя в ответ на отсутствие напряжения» . Журнал EMBO . 22 (12): 2934–47. DOI : 10,1093 / emboj / cdg307 . PMC 162159 . PMID 12805209 .  
  61. ^ Hauf S, Коул RW, Laterra S, Zimmer С, G Schnapp, Вальтер Р, Хеккель А, ван Мил Дж, Ридер CL, Петерс JM (апрель 2003 г.). «Небольшая молекула Hesperadin показывает роль Aurora B в коррекции прикрепления кинетохор к микротрубочкам и в поддержании контрольной точки сборки веретена» . Журнал клеточной биологии . 161 (2): 281–94. DOI : 10,1083 / jcb.200208092 . PMC 2172906 . PMID 12707311 .  
  62. ^ Aravamudhan P, Гольдфарб А.А., Joglekar А.П. (июль 2015). «Кинетохора кодирует механический переключатель для нарушения сигнализации контрольной точки узла шпинделя» . Природа клеточной биологии . 17 (7): 868–79. DOI : 10.1038 / ncb3179 . PMC 4630029 . PMID 26053220 .  
  63. Перейти ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P (2015). Молекулярная биология клетки (6-е изд.) . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Garland Science, Taylor & Francis Group. п. 988. ISBN 978-0-8153-4432-2.
  64. ^ Kops GJ, Weaver BA, Cleveland DW (октябрь 2005). «На пути к раку: анеуплоидия и митотическая контрольная точка». Обзоры природы. Рак . 5 (10): 773–85. DOI : 10.1038 / nrc1714 . PMID 16195750 . 
  65. ^ Ленгауэр C, Кинзлер KW, Фогельштейн B (декабрь 1998 г.). «Генетическая нестабильность рака человека». Природа . 396 (6712): 643–9. Bibcode : 1998Natur.396..643L . DOI : 10.1038 / 25292 . PMID 9872311 . 
  66. Перейти ↑ Weaver BA, Cleveland DW (декабрь 2006 г.). «Анеуплоидия вызывает рак?». Текущее мнение в клеточной биологии . 18 (6): 658–67. DOI : 10.1016 / j.ceb.2006.10.002 . PMID 17046232 . 
  67. ↑ Кэхилл Д.П., Ленгауэр С., Ю. Дж., Риггинс Г.Дж., Уилсон Дж. К., Марковиц С. Д., Кинзлер К. В., Фогельштейн Б. (март 1998 г.). «Мутации генов митотических контрольных точек при раке человека». Природа . 392 (6673): 300–3. Bibcode : 1998Natur.392..300C . DOI : 10.1038 / 32688 . PMID 9521327 . 
  68. ^ Диас-Родригес E, Альварес-Фернандес S, Чен X, Пайва B, Лопес-Перес R, Гарсия-Эрнандес JL, Сан-Мигель JF, Пандиелла A (2011). «Неисправность узла шпинделя при множественной миеломе» . PLOS One . 6 (11): e27583. Bibcode : 2011PLoSO ... 627583D . DOI : 10.1371 / journal.pone.0027583 . PMC 3223182 . PMID 22132115 .  
  69. ^ Грейди, Уильям М. (2004). «Геномная нестабильность и рак толстой кишки». Обзоры рака и метастазов . 23 (1-2): 11-27. DOI : 10,1023 / A: 1025861527711 . PMID 15000146 . 
  70. ^ Ван RH, Ю. Н, Дэн CX (декабрь 2004). «Требование наличия гена 1, связанного с раком груди (BRCA1), в контрольной точке веретена» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (49): 17108–13. Bibcode : 2004PNAS..10117108W . DOI : 10.1073 / pnas.0407585101 . PMC 535394 . PMID 15563594 .  
  71. ^ Sotillo R, Эрнандо Е, Диас-Родригес Е, Teruya-Фелдстайн Дж, Cordón-Кардо С, Лоу SW, Benezra R (январь 2007 г.). «Сверхэкспрессия Mad2 способствует анеуплоидии и онкогенезу у мышей» . Раковая клетка . 11 (1): 9–23. DOI : 10.1016 / j.ccr.2006.10.019 . PMC 1850996 . PMID 17189715 .  
  72. ↑ Yamamoto Y, Matsuyama H, Chochi Y, Okuda M, Kawauchi S, Inoue R, Furuya T, Oga A, Naito K, Sasaki K (апрель 2007 г.). «Сверхэкспрессия BUBR1 связана с хромосомной нестабильностью при раке мочевого пузыря». Генетика и цитогенетика рака . 174 (1): 42–7. DOI : 10.1016 / j.cancergencyto.2006.11.012 . PMID 17350465 . 
  73. ^ a b Weaver BA, Cleveland DW (июнь 2009 г.). «Роль анеуплоидии в продвижении и подавлении опухолей» . Журнал клеточной биологии . 185 (6): 935–7. DOI : 10,1083 / jcb.200905098 . PMC 2711620 . PMID 19528293 .  
  74. ^ Кросс, Шон М .; Санчес, Карисса А; Морган, Кэтрин А .; Schimke, Melana K .; Рид, Брайан Дж. (1995). «Р53-зависимая контрольная точка веретена мыши». Наука . 3 (5202): 1353–1356. Bibcode : 1995Sci ... 267.1353C . DOI : 10.1126 / science.7871434 . PMID 7871434 . 
  75. ^ Altieri DC (декабрь 2001). «Молекулярные основы и потенциальная роль сурвивина в диагностике и терапии рака». Тенденции в молекулярной медицине . 7 (12): 542–7. DOI : 10.1016 / S1471-4914 (01) 02243-2 . PMID 11733216 . 
  76. ^ Gisselsson D, Håkanson U, P Столлер, Marti D, Jin Y, Rosengren AH, Stewénius Y, Кал F, Panagopoulos I (апрель 2008). «Когда геном играет в кости: обход контрольной точки сборки веретена и почти случайная сегрегация хромосом в митозах мультиполярных раковых клеток» . PLOS One . 3 (4): e1871. Bibcode : 2008PLoSO ... 3.1871G . DOI : 10.1371 / journal.pone.0001871 . PMC 2289843 . PMID 18392149 .  
  77. ^ Чжоу Дж, Giannakakou Р (январь 2005). «Нацеливание микротрубочек для химиотерапии рака». Современная лекарственная химия. Противораковые средства . 5 (1): 65–71. DOI : 10.2174 / 1568011053352569 . PMID 15720262 . 
  78. ^ a b Карвахаль RD, Це А, Шварц GK (декабрь 2006 г.). «Киназы северного сияния: новые мишени для лечения рака» . Клинические исследования рака . 12 (23): 6869–75. DOI : 10.1158 / 1078-0432.CCR-06-1405 . PMID 17145803 . 
  79. ^ Anand S, Penrhyn-Lowe S, Venkitaraman AR (январь 2003). «Амплификация AURORA-A отменяет контрольную точку сборки митотического веретена, вызывая устойчивость к таксолу». Раковая клетка . 3 (1): 51–62. DOI : 10.1016 / S1535-6108 (02) 00235-0 . PMID 12559175 . 
  80. ^ Харрингтон Е.А., Беббингтон Д, Мур Дж, Расмуссен Р.К., Ajose-Adeogun АО, Накаям Т, Грэхэй JA, Демур С, Т Hercend, Ий-Hercend А, Су М, Golec Ю.М., Миллер К. (март 2004 г.). «VX-680, мощный и селективный низкомолекулярный ингибитор киназ Aurora, подавляет рост опухоли in vivo». Природная медицина . 10 (3): 262–7. DOI : 10.1038 / nm1003 . PMID 14981513 . 
  81. ^ Altieri DC (январь 2008). «Survivin, раковые сети и открытие лекарств, направленных на пути распространения». Обзоры природы. Рак . 8 (1): 61–70. DOI : 10.1038 / nrc2293 . PMID 18075512 . 
  82. ↑ Tao W, South VJ, Zhang Y, Davide JP, Farrell L, Kohl NE, Sepp-Lorenzino L, Lobell RB (июль 2005 г.). «Индукция апоптоза ингибитором митотического кинезина KSP требует как активации контрольной точки сборки веретена, так и митотического проскальзывания». Раковая клетка . 8 (1): 49–59. DOI : 10.1016 / j.ccr.2005.06.003 . PMID 16023598 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Ларсен Н.А., Аль-Бассам Дж., Вей Р.Р., Харрисон С.К. (январь 2007 г.). «Структурный анализ взаимодействий Bub3 в контрольной точке митотического веретена» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (4): 1201–6. Bibcode : 2007PNAS..104.1201L . DOI : 10.1073 / pnas.0610358104 . PMC  1770893 . PMID  17227844 .
  • Ван Х, Бабу Дж. Р., Харден Дж. М., Яблонски С. А., Гази М. Х., Лингл В. Л., де Гроен П. К., Йен Т. Дж., Ван Дерсен Дж. М. (июль 2001 г.). «Белок митотической контрольной точки hBUB3 и фактор экспорта мРНК hRAE1 взаимодействуют с белками, содержащими GLE2p-связывающую последовательность (GLEBS)» . Журнал биологической химии . 276 (28): 26559–67. DOI : 10.1074 / jbc.M101083200 . PMID  11352911 .
  • Китагава Р., Роуз А.М. (декабрь 1999 г.). «Компоненты контрольной точки сборки шпинделя необходимы для Caenorhabditis elegans». Природа клеточной биологии . 1 (8): 514–21. DOI : 10,1038 / 70309 . PMID  10587648 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Лаборатория Теда Сэлмона: фильмы о делении клеток. [1]
  • Лаборатория Андреа Мусаккио: схемы контрольно-пропускных пунктов шпинделя. [2]
  • http://www.uniprot.org/uniprot/O60566