RAP80-MERIT40-BRCC36 复合物在有丝分裂中的作用及其抑制乳腺癌的机理

BRCA1是一个乳腺癌抑制基因，其突变显著增加个体患乳腺癌和卵巢癌的风险，但抑癌机理尚不清楚。最近我们分离到BRCA1的一个新复合物RAP80-MERIT40-BRCC36 (RMB)，并首次发现该复合物在有丝分裂期定位于纺锤体极和纺锤丝。RMB具有去泛素化酶活性，可特异结合和肽解K63连接的多聚泛素链(K63-Ub)，在调控蛋白质的K63连接泛素化修饰中有重要作用。免疫荧光证实中心体K63-Ub修饰的存在。以上结果提示RMB可能通过调控中心体形成和纺锤体组装蛋白质的K63-Ub水平，从而在调节有丝分裂和BRCA1的抑癌功能中发挥重要作用。为了证实以上假说，本项目将分离和鉴定中心体和纺锤丝相关的K63-Ub修饰的蛋白，探索其K63-Ub化修饰与RMB的关系及其在调控细胞有丝分裂中的作用和机制。此研究对于阐明有丝分裂的调控机制和BRCA1的抑癌功能，以及肿瘤的防治和抗肿瘤药物研发都有重要意义

项目探索了去泛素化酶BRCC36的一个复合物在有丝分裂期的作用及其机制。BRCC36是RAP80 复合物和BRISC复合物的共同成员，具有特异水解K63连接泛素的作用，但是其生物学功能并不清楚。本项目首先对BRISC复合物在细胞有丝分裂期的定位、在有丝分裂期纺锤体组装中的作用、在有丝分裂期纺锤体极的组装和形成中的作用进行了系统的研究。结果发现，BRISC复合物在有丝分裂期定位于纺锤体极和纺锤丝，并通过调控中心体形成和纺锤体组装蛋白质的K63-Ub 水平，从而在调节有丝分裂过程中发挥重要作用。为了进一步阐明功能机制，本项目探索了BRCC36去泛素化酶在有丝分裂期纺锤体组装和纺锤体极组装和形成中的作用和机制。研究分离和鉴定了中心体和纺锤丝相关的K63-Ub 修饰的蛋白即NuMA，并证实其可以被K63-Ub 所修饰；体外实验证明，NuMA是BRISC的酶学底物。BRISC去泛素化酶缺陷可导致有丝分裂纺锤体组装和形成缺陷，造成细胞有丝分裂异常。上述研究发现揭示了BRR36去泛素化酶(BRISC)在有丝分裂中的作用，并阐明了其功能机制。这个项目研究具有以下几个方面的科学意义：.（1）揭示K63链接泛素化酶BRCC36及其复合物BRISC的有丝分裂功能，阐明了BRISC在纺锤体组装和形成中的作用机理；为细胞有丝分裂机制阐明提供了新的理论依据。.（2）证明了K63连接泛素化修饰在调控细胞有丝分裂中的重要作用；该研究不但表明去泛素化酶的在有丝分裂期的重要作用，同时也提示了K63连接泛素连接酶的潜在重要性，为分离和探索K63连接泛素E3连接酶提供了依据。.（3）基于BRCC36与BRCA1和肿瘤的相关性（以及许多抗肿瘤药物，如紫杉醇类药物，是针对有丝分裂期微管组装过程的事实），该研究发现为抗肿瘤药物的研究提供了重要的靶标。. 正是由于该研究发现的重要科学意义，本项目研究结果被细胞生物学国际权威杂志 The Journal of Cell Biology 以封面形式发表 (J Cell Biol. 2015 Jul 20;210(2):209-24; 影响因子9.834)。