马达蛋白CENP-E参与细胞有丝分裂后期中心纺锤体组装的功能解析

In the process of cell division, chromosomes are distributed to each daughter cell by attachment to fibrous tracks assembled from tubulin making up microtubules. Mounting evidence demonstrates that the plasticity of kinetochore is essential for cell health. The abnormal kinetochore can cause genomic instability such as chromosome loss. Mitotic kinesin CENP-E that is localized to kinetochore plays an important role in linking kinetochore microtubules to chromosome bi-orientation. In our previous study, we identify a novel interaction between CENP-E and SKAP that functions synergistically in governing dynamic kinetochore-microtubule interactions. SKAP cooperates with CENP-E to orchestrate dynamic kinetochore-microtubule interaction for faithful chromosome segregation. CENP-E translocates from kinetochore to the central spindle at the beginning of anaphase onset. By using CENP-E inhibitory compound syntelin, we identified the new function of CENP-E motor activity in central spindle organization. And we also identified the interaction between CENP-E and PRC1, which may take part in the maintenance and stretching of anti-parallel microtubule in central spindle. Taken together, my study will illustrate the molecular mechanism of CENP-E-PRC1 cooperation in anti-parallel microtubule stretching， explaining the function of CENP-E in the central spindle plasticity regulation.

整个细胞分裂过程是通过纺锤体丝与位于染色体的着丝粒协同完成。CENP-E是一个定位于着丝粒的马达蛋白，我的前期工作揭示了CENP-E与SKAP蛋白共同作用维系细胞分裂过程中的染色体稳定性。鉴于CENP-E在有丝分裂过程中动态地定位于着丝粒与中体微管，我利用CENP-E抑制剂syntelin发现了CENP-E在参与染色体排列功能之后还参与中体微管的形成。为解析CENP-E在中体微管形成中的分子机制，我利用syntelin亲和树脂分离与质谱分析法相结合发现了CENP-E与PRC1在有丝分裂中后期形成功能复合体。我推测CENP-E与PRC1相互作用可能参与了中体反平行微管的维系与拉伸。为此，我拟通过本青年基金解析CENP-E与PRC1参与了中体微管拉伸的机制，阐明CENP-E在有丝分裂过程中调控中-后期转换及维系中体微管可塑性的分子机理。

细胞有丝分裂过程中，染色体的精确均等地分配到两个子细胞中对于生命体的健康和繁衍具有重要的意义。染色体的运动和分离是通过纺锤体丝连接染色体上的着丝粒/动粒复合物并牵引染色体的运动而协同完成的。CENP-E是一个定位于着丝粒的马达蛋白，对于有丝分裂过程中的染色体排列发挥重要作用。但是，CENP-E蛋白在有丝分裂后期的功能尚未被精细评估。通过本项目的实施，我们对马达蛋白CENP-E参与细胞有丝分裂后期中心纺锤体组装的功能进行了深入的研究。我们评估了CENP-E的马达活性对中心纺锤体反平行微管形成的影响，鉴定了CENP-E在中心纺锤体形成过程中的结合蛋白，剖析了CENP-E在后期中心纺锤体形成过程中的功能及对反平行微管的稳定性影响，探索了CENP-E的马达活性参与中心纺锤体组装的分子机制。利用CENP-E马达活性的小分子抑制剂syntelin，我们发现了CENP-E在有丝分裂后期对于中央纺锤体的形成和稳定不可或缺。利用syntelin亲和树脂分离与质谱分析法，我们鉴定了PRC1和CENP-E在有丝分裂后期形成功能复合体。CENP-E与PRC1相互作用稳定了中心纺锤体反平行微管。我们还揭示了有丝分裂激酶Plk1可以磷酸化PRC1，调控其在后期中心纺锤体形成和维系中的功能。总体上，通过本项目的开展，我们深入解析了CENP-E与PRC1参与了中心纺锤体反平行微管拉伸的机制，阐明了CENP-E在有丝分裂过程中调控中-后期转换及维系中心纺锤体微管可塑性的分子机理。