母中心粒亚远端附属结构的组装与功能分析

Although mother centriole sub-distal appendages (SDAs) play important roles in the microtubule anchoring in interphase cells, their compositions and assembly mechanisms are still unclear. Our results show that CCDC120, a new function unknown centrosome protein, localizes to the SDA, and interacts with SDA components CEP170 and Ninein. We also identify CCDC68 as a new SDA protein by screening the CEP170 interacting proteins. Furthermore, our preliminary data indicate that CCDC120 and CCDC68 interact with CEP170 in a competitive manner. Basing on our identified (CCDC120 and CCDC68) and already known components of SDAs (such as ODF2, CEP170, and Ninein), in this project, we will identify the components and assembly of SDAs to build the protein-protein interaction network and assemble model of SDAs. Furthermore, we will reveal the mechanism of SDAs in microtubule anchoring, and the functions of SDAs in the cell differentiation and embryonic development. We hope that this project will contribute to understanding better the assembly and the physiological functions of mother centriole SDAs, and provide a theoretical basis for prevention and treatment of related diseases.

母中心粒亚远端附属结构是间期细胞中微管锚定的重要位点，但其蛋白组分及其组装机制尚不清楚。我们前期结果表明功能未知的新中心体蛋白CCDC120定位于母中心粒亚远端附属结构，并与已知的亚远端附属结构蛋白CEP170和Ninein存在相互作用。通过寻找CEP170的相互作用蛋白，我们又鉴定得到一个新的亚远端附属结构蛋白CCDC68，而且初步结果显示CCDC68与CCDC120竞争性结合CEP170。本项目中，我们将以这两个新鉴定的（CCDC120和CCDC68）和已知的亚远端附属结构组分（ODF2、CEP170和Ninein等）为线索，分析母中心粒亚远端附属结构的蛋白组分及其组装方式。同时，阐明亚远端附属结构调控微管锚定的机制，并探讨其在细胞分化和胚胎发育中的功能。本项目的实施将揭示母中心粒亚远端附属结构的蛋白相互作用网络、组装模式和生理功能，为相关疾病的防治提供理论依据。

中心体由一对互相垂直的中心粒和中心粒周围物质所组成，为动物细胞主要的微管组织中心。亚远端附属结构是母中心粒成熟的标志性结构，主要负责间期细胞中的微管在中心体上的锚定。但对于该细胞结构的组装机制和功能目前尚未阐释清楚。本研究鉴定出四个新亚远端附属结果蛋白¬—CCDC68、CCDC120、α-taxilin和γ-taxilin。超分辨率显微镜观察及分子生物学方法分析了这些蛋白与已知的亚远端附属结构的相互关系以及结构组装模式。采用siRNA敲降或基因敲除以及生物化学等方法，确定了亚远端附属结构组装过程中蛋白质相互作用的三条通路：其一，ODF2招募CCDC120，CCDC120进一步招募ninein和CEP170；其二，ODF2招募CCDC68，CCDC68和CCDC120竞争结合CEP170；其三，ODF2招募γ-taxilin和α-taxilin，α-taxilin进一步招募CEP170。它们在亚远端附属结构上负责微管在中心体上的锚定。此外，α-taxilin或γ-taxilin可调控有丝分裂中期纺锤体的取向，暗示与组织干细胞的分化、细胞增殖调控及相关疾病的发生相关。综上，本研究揭示了亚远端附属结构的蛋白组分、组装方式以及对微管网络结构的调控方面的功能。