动物着丝粒研讨中取得停顿

染色体的准确拆散是保障信息正确通报和基因组稳定的条件，这个进程间接依赖着丝粒区组装的多层动粒卵白复合体和纺锤体微管间的动静联合。今朝，在哺乳植物和酵母中已鉴定超过100个动粒卵白，它们之间互相联合造成卵白亚复合体构造，包含与着丝粒染色质间接联合的内侧构成型CCAN卵白网络、与微管间接联合的外侧KMN网络复合物、调控细胞周期过程的纺锤体组装测验点（SAC）等。动粒卵白产生频仍的变异，并与其互作卵白以多种模式协同退化，招致真核生物动粒构成发生简单的多样性。例如，SAC旌旗灯号组分Bub1/Mad3卵白家族（BMF）在和哺乳植物中有两个拷贝，而在动物中产生两次自力反复变乱，发生三个拷贝（Bmf1/2/3），其祖先卵白激进的构造域在三个拷贝之间随机重排和分派，响应卵白的功效产生分解及新功效化。是以，在动物中对动粒卵白构成及其生物学功效进行研讨有助于说明真核生物动粒复合体的简单退化历程，无利于对懂得染色体正确拆散和取向的根底生物学进程提供分歧意识。

中国迷信院与发育生物学研讨所研讨员韩方普课题组恒久从事动物染色体生物学的研讨。在后期任务中，课题组在玉米着丝粒中发现，激酶Bmf1介导组卵白H2AThr133磷酸化和激酶Haspin介导组卵白H3T3磷酸化在着丝粒区产生时空周期性的动静变动，通过磷酸化响应底物维持动粒和纺锤体微管的联合，调控染色体的正确取向和拆散（Dong and Han， 2012. Plant J；Su et al.， 2017. New Phytol；Liu et al.， 2017. Plant J；Liu et al.， 2020. J Exp Bot）。然而，这些激酶若何联合到动粒卵白复合体上，或许说在动粒复合体上的受体是什么，在动物中始终没有响应的研讨。后期对于其他物种的研讨发现，Knl1作为动粒外侧较年夜的骨架卵白之一，通过分歧的氨基酸短基序协调分歧卵白之间的互相作用，介导其他动粒复合物的组装以及SAC旌旗灯号的激活，如Mps1激酶磷酸化Knl1激进的MELT反复单位，招募Bub3-Bub1复合物定位到动粒，并匆匆进Bub3-Mad3复合物的动粒定位。但因为Knl1卵白具备简单的退化汗青，动物Knl1卵白在细胞决裂进程中的作用及其若何调控动粒SAC旌旗灯号路径尚不分明。

该研讨中，研讨职员在玉米中起首克隆了动粒外侧Knl1基因，细胞遗传学的研讨发现，Knl1作为动粒构成型卵白，在有丝决裂和减数决裂进程继续定位在着丝粒区域；学的功效阐发标明，Knl1敲除渐变体影响有丝决裂染色体在赤道板的分列和前期染色体的拆散。这些成果标明，动物Knl1卵白表示出绝对激进的功效。然而，多序列比对和体系发育阐发发现，Knl1卵白在动物、真菌和哺乳植物中产生普遍的分解，并且单双子叶动物中Knl1卵白也位于分歧的分支。动物Knl1卵白没有检测到激进的SILK、RWD和MELT等构造域，暗示动物SAC组分招募到动粒的机制能够产生变动。进一步的卵白互作的试验发现，玉米Knl1卵白只保留与BMF卵白家族Bmf1/2的互作，失去了和Bmf3及Bub3的互作。一系列卵白截断和渐变试验证实，玉米Knl1卵白中部一段145氨基酸能够和Bmf1/2的TPR构造域造成具备疏水界面的螺旋构象（虽然Bmf3也包括TPR构造域），并且这个区域在单双子叶动物中表示出显明的分解，暗示分歧动物谱系SAC旌旗灯号通路与动粒的联合存在分歧形式。相关研讨结果为动粒卵白网络和SAC旌旗灯号通路之间提供了一个协同退化的形式。(100yiyao.com）