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10月5日，The Journal of Cell Biology（《細胞生物學雜志》）發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究員朱學良研究組和美國華盛頓卡內(nèi)基研究所教授鄭詣先研究組的合作論文RanGTP aids anaphase entry through Ubr5-mediated protein turnover。該研究發(fā)現(xiàn)激活的小GTP酶Ran（RanGTP）能通過泛素連接酶Ubr5介導的蛋白質(zhì)降解調(diào)節(jié)有絲分裂中染色體分離的啟動。
細胞通過分裂而增殖。其中，有絲分裂負責遺傳物質(zhì)染色體的均等分離，以保證遺傳穩(wěn)定性，避免細胞病變或死亡。有絲分裂中，由紡錘體兩極發(fā)出的微管分別捕獲、牽拉染色體并zui終將其排列到紡錘體中間的位置，即赤道板上（有絲分裂中期）。一種被稱為紡錘體檢查點的機制負責感知和監(jiān)測染色體的排列狀態(tài)。當所有染色體都完成排列后，紡錘體檢查點會失活，并導致染色體分離，即有絲分裂后期的啟動。通常認為微管與染色體的結(jié)合情況是紡錘體檢查點激活與失活的關鍵原因，但事實上細胞到達中期后還要停留十幾分鐘才啟動染色體分離，提示還存在其它影響因素。近來有研究提示，染色體周圍形成的RanGTP很可能參與監(jiān)測染色體的整體排列狀態(tài)，從而作為一種雙保險機制進一步確保紡錘體檢查點在染色體排列完成之后才失活。但是，其中的分子機理卻不清楚。
朱學良與鄭詣先共同指導的博士后姜昊及其科研伙伴曾發(fā)現(xiàn)鋅指蛋白BuGZ能以結(jié)合并穩(wěn)定紡錘體檢查點蛋白Bub3并促進微管與染色體的穩(wěn)定連接等方式促進有絲分裂的性和性（Developmental Cell, 2014），zui近又發(fā)現(xiàn)BuGZ可以通過相變促進紡錘體基質(zhì)和紡錘體的組裝（Cell, 2015）。在利用哺乳動物細胞和非洲爪蟾卵提取物等研究系統(tǒng)深入探討BuGZ穩(wěn)定Bub3的分子機理時，他們發(fā)現(xiàn)在中期時Ubr5能促使BuGZ降解，并導致Bub3降解，從而促進紡錘體檢查點的失活。更重要的是，Importin-b能夠與Ubr5競爭結(jié)合BuGZ，而RanGTP能與BuGZ競爭結(jié)合importin-b，并增強BuGZ和Bub3的降解。由于已知中期時染色體周圍的RanGTP濃度zui高，他們的結(jié)果提示此時RanGTP能夠zui大化地去除與BuGZ結(jié)合的importin-b，使Ubr5能攻擊BuGZ并使得紡錘體檢查點zui終失活，染色體分離啟動。他們的研究揭示了RanGTP通過染色體的整體排列狀態(tài)調(diào)控紡錘體檢查點活性和染色體分離的分子機理。
該項研究得到國家自然科學基金委、科技部、中科院和美國NIH的經(jīng)費支持。
RanGTP通過Ubr5調(diào)控BuGZ－Bub3的蛋白質(zhì)水平，促進有絲分裂中期向后期轉(zhuǎn)化的示意圖。
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