Mis18 复合物的结构与功能研究

Accurate segregation of sister chromatids during mitosis is essential for the inheritance of genetic information, development of organs and viability of individuals. Cenp-A, a variant of histone H3, is considered as the epigenetic marker to specify the centromere at chromosomes in eukaryotic cells. Precisely replication of centromere plays vital roles in the maintenance of genomic stability. Dysfunction of centromere leads to sever diseases such as cancer. Mis18 complex regulates the incorporation of Cenp-A nucleosome into chromosome, which is critical for the specification of centromere. Exploration of the structure and function of Mis18 complex is helpful to understand the mechanism for loading of Cenp-A nucleosome to chromosome, specification of centromere and maintenance of genomic stability. We will study the structure and function of Mis18 complex via determination of the structures of 2-3 monomeric subunits and 1-2 sub-complexes. We will analyze the interactions between the components of Mis18 complex. Together with other biochemical and molecular biological approaches, we will study the assembly mechanism of Mis18 complex. We will try to elucidate the mechanisms for the regulation of incorporation of Cenp-A nucleosome into centromeric chromosome and publish 2-4 SCI papers in high-profile journals.

在细胞有丝分裂过程中，将姐妹染色单体准确地分配到两个子代细胞中，对于遗传信息的正确传递、器官的正常发育和个体的健康存活都至关重要。由Cenp-A核小体作为表观遗传标记确定的着丝粒结构在该过程中起着关键的作用，其功能异常将导致肿瘤等多种疾病。Mis18复合物调控着Cenp-A核小体在染色质上的组装，对于着丝粒在子代细胞中的染色质上的精确复制极为重要。研究Mis18复合物的结构与功能，能加深对Cenp-A核小体的组装、着丝粒的精确复制以及基因组稳定性的维持等复杂生物学过程的分子机理的理解。本项目将开展对Mis18复合物的结构与功能研究，测定2-3 个Mis18复合物亚基的单体结构、1-2 个亚复合物的结构，分析各亚基间的相互作用关系，结合其它生物化学、分子生物学、细胞生物学等的研究，阐明Mis18复合物组装机制及其对Cenp-A核小体在染色质上组装调控的机理，发表2-4 篇高水平SCI 论文。

在细胞有丝分裂过程中，将姐妹染色单体准确地分配到两个子代细胞中，对于遗传信息的正确传递、器官的正常发育和个体的健康存活都至关重要。CENP-A核小体作为表观遗传标记决定了着丝粒在染色体上的位置。着丝粒结构的建立是姐妹染色单体准确分离的前提，其功能异常将导致肿瘤等多种疾病。Mis18复合物调控CENP-A核小体在染色质上的组装，对于着丝粒在子代细胞中的染色质上的精确复制极为重要。研究Mis18复合物的结构与功能，能加深对CENP-A核小体的组装、着丝粒的精确复制以及基因组稳定性的维持等复杂生物学过程的分子机理的理解。本项目将开展对Mis18复合物的结构与功能研究，测定2-3个Mis18复合物亚基的单体结构、1-2个亚复合物的结构，分析各亚基间的相互作用关系，结合其它生物化学、分子生物学、细胞生物学等的研究，阐明Mis18复合物组装机制及其对CENP-A核小体在染色质上组装调控的机理，发表2-4篇高水平SCI 论文。.在本项目资助下，我们完成了裂殖酵母Mis18的克隆、表达、纯化，完成了Mis18核心结构域的结构测定；完成了Mis18与组蛋白H2A-H2B的相互作用验证，发现Mis18通过表面负电区与组蛋白结合，负电区的突变显著减弱了Mis18在着丝粒的定位，并进一步减弱了Cnp1（裂殖酵母中CENP-A的同源蛋白）的定位，影响有丝分裂的进程；完成了裂殖酵母Mis18/19/16三元复合物的表达、纯化及晶体筛选，完成了对Mis18/19/16复合物的电镜负染结果检测；验证了Mis18与Mis19、Cnp3的相互作用，发现Mis18通过C-端尾巴结合Mis19，通过核心结构域与Cnp3结合。项目资助期间，发表标注资助号的SCI 论文10 篇；与多个实验室开展合作研究，促进研究工作的进展；有3名硕士毕业，获得硕士学位，4名博士毕业，获得博士学位。