蛋白质复合物的结构暗示其在染色体分离中的功能

怀特黑德研究所的研究人员揭示了一种蛋白质复合物的结构，该蛋白质复合物在机器中起着基础作用，在细胞分裂过程中指导染色体分离。在染色体分离期间，动粒作为微管的附着点，当它们将染色体分开时，它们施加强大的力。在人类细胞中，称为组成型着丝粒相关网络(CCAN)的蛋白质复合物对于将动粒募集到每条染色体上的特定点是至关重要的。如果没有16亚基CCAN提供的坚实基础，染色体和动粒之间的联系就会失败，染色体分离和细胞分裂也会失败。

“CCAN构成了DNA与分离机制之间的关键联系，”怀特黑德成员Iain Cheeseman说。“了解它的组织可以告诉我们它是如何特异性地针对染色体的正确部分 - 着丝粒 - 以及它在动粒稳定性中的作用的基础。”

为了研究CCAN组织，Cheeseman实验室的研究生Kara McKinley使用CRISPR-Cas9基因组编辑系统有条件地敲除每个亚基，并引入标签，使细胞在添加a后咀嚼给定的亚基。药物。以前的研究依赖于RNAi和其他方法来降低蛋白质的表达，但没有一个能够清除去除破坏其位置和功能所必需的CCAN亚复合物。同时，通过生物化学研究所有16种CCAN蛋白，McKinley能够改善细胞中的关系，并确定每个亚复合物如何接触其他细胞。这项工作的结果发表在本周的“ 分子细胞 ”杂志上。

“令人惊讶的是，每个子复合体都需要触及许多其他子复合体才能发挥作用 - 它们是以网状连接，而不是连接，”麦金莱说。“这个属性对于构建动力装配的稳定结构至关重要。”

根据McKinley的说法，这个网络模型有助于解释有关CCAN的其他信息。例如，作者发现子复合体之间的连接有助于CCAN容忍它在整个细胞周期中所经历的变化。此外，该领域的先前工作表明，这些蛋白质在抵抗染色体分离过程中拉动动粒的力方面非常重要; 作者所定义的相互作用的互联框架比线性桥更能承受力。

该结构还可以解释动粒的形成位置和方式。组蛋白CENP-A是着丝粒的表观遗传标记，但CENP-A核小体可以稀疏地整合到整个染色体中而不需要募集动粒。作者假设他们定义的CCAN框架在为动粒创建基础时可能跨越两个或更多个CENP-A分子。这种交联仅在高浓度的CENP-A下才有可能，如同着丝粒那样。

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