助力文章發(fā)表：姐妹染色單體凝聚建立對(duì)稱性控制的潛在機(jī)理

助力文章發(fā)表：姐妹染色單體凝聚建立對(duì)稱性控制的潛在機(jī)理研究背景姐妹染色單體凝聚與不同狀態(tài)的黏連蛋白結(jié)合以保證真核細(xì)胞中染色體分離的準(zhǔn)確性。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入S期時(shí)，黏連蛋白更緊密地結(jié)合以將姐妹染色單體保持在一起，這種轉(zhuǎn)變稱為姐妹染色單體凝聚建立。這一過程有助于遺傳物質(zhì)通過忠實(shí)的染色體分離，準(zhǔn)確地流向子細(xì)胞。黏連蛋白是真核生物中一種高度保守的多亞基蛋白復(fù)合物，介導(dǎo)姐妹染色單體凝聚建立。它由四個(gè)核心亞基組成：SMC1、SMC3、RAD21(酵母Scc1)和SA1或SA2(酵母Scc3)，共同形成環(huán)繞DNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。除了包裹姐妹染色單體外，黏連蛋白還驅(qū)動(dòng)高階結(jié)構(gòu)變化，如染色質(zhì)環(huán)化、區(qū)室化和凝聚。SMC3是黏連蛋白的亞基之一。SMC3乙酰化穩(wěn)定黏連蛋白與染色質(zhì)的結(jié)合，對(duì)姐妹染色單體凝聚至關(guān)重要。乙酰轉(zhuǎn)移酶ESCO1和ESCO2催化SMC3乙?；?，觸發(fā)姐妹染色單體凝聚建立。ESCO1在整個(gè)細(xì)胞周期活躍，負(fù)責(zé)大多數(shù)SMC3乙?；?，但對(duì)姐妹染色單體凝聚幾乎沒有影響。ESCO2僅在S期內(nèi)在凝聚建立過程中催化SMC3乙?；?，即姐妹染色單體凝聚建立時(shí)修飾黏連蛋白。MMS22L是一種重要的介導(dǎo)DNA復(fù)制和修復(fù)過程的蛋白質(zhì)，可在特定條件下與Cullin-RING型E3泛素連接酶復(fù)合物4（CRL4）相互作用形成CRL4MMS22L復(fù)合物。CRL4包含Cullin4A/B、RING型指環(huán)蛋白R(shí)bx1/2、DDB1等多種亞基。CRL4MMS22L復(fù)合物可調(diào)節(jié)DNA復(fù)制過程中的DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞周期調(diào)控及染色質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等多個(gè)方面，具有多種生物學(xué)功能，參與疾病的發(fā)生和發(fā)展。研究內(nèi)容1：GSK3磷酸化MMS22L參與姐妹染色單體凝聚為了確認(rèn)凝聚反應(yīng)只發(fā)生在新生姐妹染色單體的機(jī)制，研究人員通過酵母雙雜交篩選ESCO2調(diào)節(jié)作用的蛋白。發(fā)現(xiàn)酵母GSK3家族激酶Mck1通過磷酸化Mms22參與姐妹染色單體的凝聚。Mck1與Mms22相互作用，將Eco1催化的Smc3乙?；cDNA復(fù)制聯(lián)合起來。通過siRNA同時(shí)敲除GSK3A和GSK3B，或使用其相應(yīng)的特異性抑制劑(GSK3i)處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)GSK3A和GSK3B的同時(shí)缺失會(huì)導(dǎo)致大約15%的姐妹染色單體凝聚損失，表明GSK3對(duì)人類細(xì)胞的姐妹染色單體凝聚有貢獻(xiàn)。進(jìn)一步研究GSK3調(diào)節(jié)姐妹染色單體凝聚的分子機(jī)制。首先確認(rèn)Mms22是GSK3激酶的一個(gè)直接底物，S126/T127是Mck1的磷酸化位點(diǎn)。同樣證實(shí)在人類中MMS22L是GSK3激酶的底物，T105是一個(gè)保守的GSK3磷酸化位點(diǎn)。2：依賴GSK3的MMS22L磷酸化有效調(diào)控凝聚研究人員首先證實(shí)CRL4MMS22L在體內(nèi)存在二聚體或低聚體形式，并且以細(xì)胞周期模式與自相互作用，與S期單體凝聚建立和G2/M期凝聚解體的時(shí)間相關(guān)。在同步的不同周期的細(xì)胞中MMS22L二聚體變化與依賴細(xì)胞周期的MMS22L自相互作用基本一致，MMS22L二聚體在G1階段幾乎檢測不到，在S階段變得很明顯，隨后在G2/M階段下降。為了確定MMS22L的二聚化是否取決于GSK3介導(dǎo)的MMS22L磷酸化。加入GSK3i處理后共沉淀的Myc-MMS22L被消除，MMS22L二聚體減少。表明MMS22L二聚化是通過GSK3s對(duì)T105的磷酸化直接介導(dǎo)的。在確定T105磷酸化在MMS22L二聚化中的關(guān)鍵作用后，研究評(píng)估了這一單一殘基修飾對(duì)姐妹染色單體凝聚的作用。MMS22L-T105D過表達(dá)完全挽救了野生型早熟的姐妹染色單體分離，而過表達(dá)未磷酸化的T105A無影響，表明T105磷酸化對(duì)MMS22L在姐妹染色單體凝聚中的作用不可或缺。在GSK3敲低的人類細(xì)胞中，T105D可有效抑制凝聚缺陷，表明GSK3在凝聚建立過程中歸因于MMS22L-T105D磷酸化和CRL4MMS22L二聚化。3：GSK3為姐妹染色單體凝聚提供時(shí)空控制研究發(fā)現(xiàn)GSK3介導(dǎo)的MMS22L同源二聚化可能在S期同時(shí)募集兩個(gè)ESCO2分子。ESCO2在凝聚建立過程中催化SMC3乙?；?，并很大程度上取決于GSK3。發(fā)現(xiàn)MMS22L的染色質(zhì)結(jié)合水平顯示出細(xì)胞周期性振蕩，與ESCO2和SMC3乙?；娜旧|(zhì)結(jié)合水平相關(guān)?？傊?，GSK3介導(dǎo)的CRL4MMS22L二聚化增強(qiáng)SMC3乙?；瑥亩鰪?qiáng)姐妹染色單體的凝聚建立。研究結(jié)論在S期，GSK3s磷酸化MMS22L并觸發(fā)CRL4MMS22L與ESCO2二聚化形成二聚體，用于有效的SMC3乙?；切律忝萌旧珕误w之間建