中心粒近端连接复合体组装模型、调控机理及功能研究

Centrosome is the main microtubule organizing center (MTOC) in animal cells which affects a multiple processes including the morphology, movement, adhesion and polarity of cells. The centrosome is consisted of a pair of mutually perpendicular centrioles and the surrounding pericentriolar material (PCM)，which are connected by the vertically arranged proximal ends yet differenced in structure. Our previous studies showed that CCDC102B was localized in the proximal ends of the two centrioles, interacting with the proximal proteins C-Nap1 and Rootletin and forming a fiber-like structure to connect the two centrioles. Based on the previous studies, this project aims to uncover the proximal ends staring from the known proximal proteins like C-Nap1, CEP135 and CCDC102B as the baits. Protein-protein interactions, proximal protein biotin-labeling, mass spectrometry and others will be used to identify new centriolar proximal proteins. Besides, RNA interference (RNAi) or knock out on the cell level, associated with super resolution microscopy and immune electron microcopy observations, are proposed to analyze the interaction relationship and assembly model among these proteins as well as the regulation mechanisms relating to biogical functions of these proximal proteins.

在动物细胞中，中心体作为主要的微管组织中心，影响细胞的形态、运动、黏附和极性等多种过程。中心体由一对互相垂直的中心粒和中心粒周围物质组成，两个中心粒的近端靠纤维连接并呈垂直排列。我们的前期研究表明CCDC102B定位于两个中心粒的近端，与中心粒近端蛋白C-Nap1和Rootletin存在相互作用，并形成纤维结构连接两个中心粒。本项目将以已知的近端结构蛋白C-Nap1、CEP135、CCDC102B等为线索，采用蛋白质相互作用原理、临近蛋白生物素标记、质谱技术等方法寻找并鉴定新的近端连接蛋白。此外，采用细胞水平上RNA干扰以及基因敲除的方法、超高分辨率显微镜观察和免疫电镜标记等细胞分子生物学手段，分析这些蛋白之间相互作用的关系、组装模式、调控机制和生物学功能。

中心体是脊椎动物细胞的主要微管组织中心。一个中心体由一对中心粒及中心粒外周物质组成。在细胞周期的间期，两个中心粒的近端被一些由蛋白质组装而成的纤维状复合体所连接，使中心体能够在细胞内作为单一的微管组织中心发挥功能。在细胞即将进入有丝分裂时，纤维状的连接复合体解离，使两个中心体分离并在分裂期形成两极纺锤体。然而，中心体连接复合体的组成与组装机制仍然没有被阐明。我们采用超高分辨率显微镜和电子显微镜对 CCDC102B 进行观察的结果显示，该蛋白在中心粒的近端呈丝状结构。生物化学分析的结果显示， CCDC102B 被中心体连接蛋白 C-Nap1 招募到中心体上，与中心体连接蛋白 rootletin 和LRRC45 具有相互作用，并能够辅助 rootletin 丝状结构的形成。通过在细胞中敲低与过表达 CCDC102B 显示，CCDC102B 能够维持间期细胞的中心体连接。在细胞进入有丝分裂前，CCDC102B 被 Nek2A 激酶磷酸化，从中心体上脱离，从而促进分裂期两极纺锤体的形成。因此，CCDC102B 是一个新的中心体连接复合体组分。