Referenční bod vřetena

Kontrolní bod vřetena , také známý jako přechod z metafáze do anafáze , kontrolní bod sestavení vřetena ( SAC ), metafázový kontrolní bod nebo mitotický kontrolní bod , je kontrolní bod buněčného cyklu během mitózy nebo meiózy , který zabraňuje separaci duplikovaných chromozomů ( anafázi ), dokud každý chromozom je správně připojen k vřeténku . Aby se dosáhlo správné segregace, musí být dva kinetochory na sesterských chromatidách připojeny k opačným pólům vřeténka (bipolární orientace) [1] . Pouze tento způsob připojení zajišťuje, že každá dceřiná buňka obdrží jednu kopii chromozomu. Určujícím biochemickým rysem tohoto kontrolního bodu je stimulace komplexu podporujícího anafázi komplexy cyklin-CDK M-fáze , což zase způsobuje proteolytickou degradaci cyklinů a proteinů, které drží sesterské chromatidy pohromadě [2] .

Přehled a význam

Začátek metafáze je charakterizován spojením mikrotubulů s kinetochory chromozomů a také zarovnáním chromozomů uprostřed buňky. Každá chromatida má svůj vlastní kinetochor a všechny mikrotubuly spojené se sesterskými chromatidovými kinetochory vyzařují z opačných pólů buňky. Tyto mikrotubuly táhnou chromozomy na opačné konce buněk, zatímco soudržnost mezi sesterskými chromatidami působí proti této síle.

Při přechodu z metafáze do anafáze se toto spojení mezi sesterskými chromatidami přeruší a oddělené chromatidy jsou pomocí vřetenových mikrotubulů vytaženy na opačné strany buňky. Chromatidy jsou dále odděleny fyzickým pohybem samotných vřetenových pólů. Předčasná disociace chromatid může vést k chybné segregaci chromozomů a aneuploidii v dceřiných buňkách. Úkolem kontrolního bodu vřetena je tedy zabránit tomuto přechodu do anafáze, dokud nejsou chromozomy správně připojeny, než se sesterské chromatidy oddělí.

Pro zachování identity buňky a jejího správného fungování je nutné zachovat odpovídající počet chromozomů po každém buněčném dělení . Chyba při vytváření dceřiných buněk s méně nebo více chromozomy, než se očekávalo (situace zvaná aneuploidie ), může v nejlepším případě vést k buněčné smrti nebo naopak může vést ke katastrofickým fenotypovým výsledkům [3] [4] . Příklady:

Detekce kontrolního bodu sestavy vřetena (SAC)

Zirkle (v roce 1970) byl jedním z prvních badatelů, kteří objevili, že když se i jeden chromozom opozdí na cestě k metafázi, nástup anafáze se zpozdí o několik minut po jeho příchodu [5] . Toto pozorování spolu s podobnými naznačuje, že při přechodu z metafáze do anafáze existuje kontrolní mechanismus. Při použití léků, jako je nokodazol a kolchicin , je mitotické vřeténo rozebráno a buněčný cyklus je blokován během přechodu z metafáze do anafáze. Při použití těchto přípravků (viz recenze Reedera a Palazzo v roce 1992 [6] ) byl navržený kontrolní mechanismus nazván Kontrolní bod montáže vřetena (SAC, spindle control point). Od té doby je tento regulační mechanismus intenzivně studován [7] .

Pomocí různých typů genetických studií bylo zjištěno, že různé druhy defektů jsou schopny aktivovat SAC: vřetenová depolymerizace [8] [9] , přítomnost dicentrických chromozomů (se dvěma centromerami) [10] , divergence centromer v aberantní cestou [11] , defekty v tělech pólových vřetének u S. cerevisiae [12] , defekty kinetochorových proteinů [13] , mutace v centromerické DNA [14] nebo defekty molekulárních motorů aktivních během mitózy [8] . Shrnutí těchto pozorování lze nalézt v článku z roku 1999 od Hardwicka a spolupracovníků [15] .

Zirkle [5] jako první na základě vlastních pozorování navrhl, že „nějaká (...) látka nezbytná pro vstup buňky do anafáze se objeví pár minut po C (v okamžiku, kdy poslední chromozom dorazí na metafázovou desku), popř. po prudké změně cytoplazmatického stavu, bezprostředně v C nebo bezprostředně po C, což naznačuje, že tato funkce je lokalizována na kinetochory, které nejsou připojeny k mitotickému vřeténku. McIntosh rozšířil tento návrh tím, že navrhl, že jediný enzym snímající kmen umístěný v centromerách produkuje inhibitor nástupu anafáze, když dva sesterské kinetochory nejsou pod bipolárním napětím [16] . Dostupné důkazy skutečně naznačují, že signál „čekání na vstup do anafáze“ je produkován hlavně na nebo blízko nepřipojených kinetochorů [17] . Avšak primární událostí spojenou s připojením kinetochoru k vřeténku, který je schopen inaktivovat inhibiční signál a odblokovat metafázi, může být buď získání mikrotubulů kinetochorem (jak navrhli Reeder a spolupracovníci v roce 1995 [ 17] .), nebo napětí stabilizující ukotvení mikrotubulů na kinetochory (jak naznačují experimenty provedené v laboratoři Niklase [18] ). Následné studie na buňkách obsahujících dvě nezávislá mitotická vřeténka v jediné cytoplazmě ukázaly, že inhibitor přechodu z metafáze do anafáze je generován nepřipojenými kinetochory a volně nedifunduje v cytoplazmě [19] . Stejná studie však ukázala, že jakmile je v jedné části buňky zahájen přechod z metafáze do anafáze, tato informace se šíří celou cytoplazmou a může překonat signál „čekejte na vstup do anafáze“ spojený s anafázovým přechodem. druhé vřeteno obsahující nepřipojené kinetochory.

Pozadí duplikace, koheze a segregace sesterských chromatid

Buněčné dělení: duplikace materiálu a šíření do dceřiných buněk

Když jsou buňky připraveny se dělit, protože jsou dostatečně velké nebo dostávají vhodný stimul [20] , aktivují mechanismus pro vstup do buněčného cyklu a během S (syntézní) fáze zduplikují většinu organel, včetně jejich centrozomů . Proto, když je proces buněčného dělení dokončen, každá dceřiná buňka obdrží kompletní sadu organel. Současně během S-fáze musí všechny buňky velmi přesně duplikovat svou DNA  , což je proces nazývaný replikace DNA . Jakmile je replikace DNA dokončena, v eukaryotech molekula DNA kondenzuje a kondenzuje za vzniku mitotických chromozomů , z nichž každý sestává ze dvou sesterských chromatid , které jsou drženy pohromadě spojením mezi nimi; každá chromatida je kompletní molekula DNA připojená prostřednictvím mikrotubulů k jednomu ze dvou centrosomů dělící se buňky umístěné na opačných pólech buňky. Struktura tvořená centrosomy a mikrotubuly se pro svůj charakteristický tvar nazývá mitotické vřeténka , které drží chromozomy mezi dvěma centrozomy. Obě sesterské chromatidy zůstávají spolu až do anafáze ; v tomto bodě se od sebe oddělují a míří k centrosomu, ke kterému jsou připojeny. Když se tedy dvě dceřiné buňky na konci procesu dělení oddělí, každá z nich obdrží kompletní sadu chromatid. Mechanismus zodpovědný za správnou distribuci sesterských chromatid během buněčného dělení se nazývá segregace chromozomů .

Aby se zajistilo, že se chromozomy správně oddělí, buňky vyvinuly přesný a složitý mechanismus. Za prvé, buňky musí koordinovat duplikaci centrosomů s replikací DNA a selhání této koordinace vytvoří monopolární nebo multipolární mitotická vřeténka, která obvykle způsobí abnormální segregaci chromozomů [21] , protože v tomto případě nedojde k distribuci chromozomů. vyváženým způsobem.

Mitóza: Připojení chromozomů k vřeténku a segregace chromozomů

Během S-fáze se centrosom začíná zdvojovat. Právě na začátku mitózy dosáhnou obě centrioly své maximální délky, naberou další materiál a jejich schopnost tvořit mikrotubulová jádra se zvyšuje. Jak mitóza postupuje, oba centrozomy se oddělují a tvoří mitotické vřeténka [22] . Mitotické vřeténo má tedy dva póly, ze kterých vycházejí mikrotubuly. Mikrotubuly (MT) jsou dlouhá proteinová vlákna s asymetrickými konci: jeden konec, označený „minus“ (-), je relativně stabilní a blízko centrosomu, a konec, označený „plus“ (+), se střídajícími se fázemi růstu a retrakce, zkoumání středu buňky při hledání chromozomů. Každá chromatida má speciální oblast zvanou centromera , na jejímž vrcholu je sestavena proteinová struktura zvaná kinetochor , která je schopna stabilizovat plus-konec mikrotubulu. Pokud tedy náhodou mikrotubul sondující střed buňky narazí na kinetochor, může se stát, že jej kinetochor zachytí, takže se chromozom přichytí k vřeténku přes kinetochor jedné ze svých sesterských chromatid. Chromozom hraje aktivní roli v připojení kinetochoru k vřeténku. S chromatinem je spojen guanin nukleotidový výměnný faktor (GEF), který stimuluje cytosolický Ran v blízkosti chromozomu, aby navázal GTP místo GDP. Aktivovaná GTP-vázaná forma Ran uvolňuje proteiny stabilizující mikrotubuly, jako je TPX2, z proteinových komplexů v cytosolu, což způsobuje nukleaci mikrotubulů a polymerizaci kolem chromozomů [2] . Tyto mikrotubuly odvozené od kinetochorů spolu s motorickými proteiny kinesinu ve vnějších kinetochorech usnadňují interakci s bočním povrchem mikrotubulů odvozených z vřetenových pólů. Tyto boční úchyty však nejsou stabilní a je nutné je předělat na koncové úchyty. Transformace laterálního uchycení na uchycení špičky umožňuje růst a kontrakci plus-konců mikrotubulů, které mají být převedeny na tlačné a tažné síly na chromozomech, aby se dosáhlo správné biorientace. Protože se stává, že sesterské chromatidy jsou spojeny dohromady a oba kinetochory jsou umístěny zády k sobě na obou chromatidách, když se jeden kinetochor připojí k jednomu centrosomu, sesterský kinetochor se otevře centrosomu umístěnému na opačném pólu; z tohoto důvodu se ve většině případů druhý kinetochor spojí s centrosomem na opačném pólu prostřednictvím svých mikrotubulů [23] , takže chromozomy se stanou "obousměrnými", což je základní konfigurace (také nazývaná amfitelová ), která zajišťuje, že chromozom k segregaci dojde správně, když se buňka bude dělit [24] [25] . Někdy se jeden ze dvou sesterských kinetochorů může současně připojit k MT generovaným oběma póly, což je konfigurace nazývaná merotelická , která není detekována kontrolním bodem vřetena, ale může generovat opožděné chromozomy během anafáze, a tudíž aneuploidie. Merotelická orientace (charakterizovaná absencí napětí mezi sesterskými kinetochory) je běžná na začátku mitózy, ale protein Aurora B (kináza zachovaná od kvasinek po obratlovce) detekuje a ruší tento typ ukotvení [26] . (Poznámka: Aurora B je často nadměrně exprimována v různých typech nádorů a v současnosti je cílem vývoje protirakovinných léků [27] .)

Shlukování sesterských chromatid během mitózy Cohesin: SMC proteiny

Jak bylo uvedeno dříve, sesterské chromatidy zůstávají asociovány od S-fáze (když se DNA replikuje za vzniku dvou identických kopií, dvou chromatid) až do anafáze. V tomto bodě se dvě sesterské chromatidy rozcházejí a rozcházejí se k opačným pólům dělící se buňky. Genetické a biochemické studie kvasnicových a vaječných extraktů u Xenopus laevis identifikovaly polyproteinový komplex jako významného hráče v kohezi sesterských chromatid (viz přehled Hirano v roce 2000 [28] ). Tento komplex je známý jako kohezinový komplex a v Saccharomyces cerevisiae se skládá z nejméně čtyř podjednotek: Smc1p, Smc3p, Scc1p (nebo Mcd1p) a Scc3p. Smc1p i Smc3p patří do rodiny chromozomových strukturních udržovacích proteinů (SMC), které tvoří skupinu vysoce konzervovaných chromozomálních ATPáz a tvoří heterodimer (Smc1p/Smc3p). Scc1p je homolog Rad21 v S. cerevisiae , poprvé identifikován jako protein zapojený do opravy DNA u S. pombe . Tyto čtyři proteiny jsou pro kvasinky nezbytné a mutace kteréhokoli z nich povede k předčasnému oddělení sesterských chromatid. U kvasinek se kohezin váže na preferovaná místa podél ramen chromozomů a je velmi hojný v blízkosti centromer, jak ukázala studie využívající imunoprecipitaci chromatinu [29] .

Role heterochromatinu

Klasická cytologická pozorování potvrdila, že sesterské chromatidy jsou silněji připojeny k heterochromatickým oblastem [30] , což ukazuje, že specifická struktura nebo složení heterochromatinu může podporovat získávání kohezinů [31] . Ve skutečnosti bylo prokázáno, že Swi6 (homolog HP-1 v S. pombe ) se váže na metylovaný Lys 9 histonu H3 a podporuje vazbu kohesinu na centromerické repetice v S. pombe [32] [33] . Novější studie ukazují, že mechanismus RNAi reguluje vznik heterochromatinu, který následně rekrutuje kohezin do této oblasti, a to jak v S. pombe [34] , tak v buňkách obratlovců [35] . Musí však existovat jiné mechanismy než heterochromatin k zajištění zvýšené soudržnosti na centromerách, protože S. cerevisiae postrádá heterochromatin sousedící s centromerami, ale přítomnost funkční centromery indukuje zvýšení asociace kohezinů v přilehlé oblasti o velikosti 20-50 kb. [36]

V tomto směru je Orc2 (jeden protein zahrnutý v Source Recognition Complex , ORC, zapojený do zahájení replikace DNA během S fáze ) také lokalizován na kinetochorech během mitózy v lidských buňkách [37] ; v souladu s touto lokalizací některá pozorování naznačují, že Orc2 v kvasinkách se podílí na kohezi sesterských chromatid a jeho odstranění indukuje aktivaci SAC [38] . Bylo také pozorováno, že další složky komplexu ORC (jako je orc5 v S. pombe ) se podílejí na soudržnosti. Zdá se však, že molekulární dráha zahrnující ORC proteiny doplňuje kohesinovou dráhu a je z velké části neznámá.

Kohezní funkce a její rozpouštění

Centromerická vazba odolává silám aplikovaným vřetenovými mikrotubuly na póly, které vytvářejí napětí mezi sesterskými kinetochory. Toto napětí naopak stabilizuje spojení mikrotubulů a kinetochorů prostřednictvím mechanismu zahrnujícího protein Aurora B (přehled Howf a Watanabe, 2004 [39] ).

Snížení buněčných hladin kohezinu skutečně vede k předčasné separaci sesterských chromatid, stejně jako k defektům v kongresi chromozomů na metafázi a delokalizaci proteinů v pasažérském chromozomovém komplexu , který obsahuje protein Aurora B [40] [41]. . Navrhovaná struktura kohezinového komplexu naznačuje, že tento komplex přímo spojuje obě sesterské chromatidy [42] . V této domnělé struktuře hrají složky SMC kohezinu strukturální roli, takže heterodimer SMC může fungovat jako protein vázající DNA, jehož konformace je regulována ATP [43] . Scc1p a Scc3p však budou hrát regulační roli [28] .

U S. cerevisiae Pds1p (také známý jako securin ) reguluje kohezi sesterských chromatid, protože váže a inhibuje Esp1p proteázu ( sepin nebo separáza ). Když začne anafáze, komplex aktivující anafázi ( APC /C nebo cyklosom) štěpí sekurin. APC/C je E3 cirkulární ubikvitin ligáza, která rekrutuje ubikvitinem nabitý enzym konjugující ubikvitin E2. Securin je rozpoznán pouze tehdy, je-li Cdc20, aktivátorová podjednotka, spojena s jádrem APC/C. Když jsou securin, Cdc20 a E2 všechny vázány na APC/C, E2 ubikvitinuje securin a selektivně jej ničí. Degradace sekurinu uvolňuje proteázu Esp1p/separasu, která degraduje kohezinové kruhy, které vážou dvě sesterské chromatidy, a tím podporuje separaci sesterských chromatid [44] . Také se ukázalo, že Polo/Cdc5 kináza fosforyluje serinové zbytky v blízkosti místa řezu pro Scc1 a tato fosforylace by měla podporovat aktivitu řezu [45] .

I když je tento mechanismus zachován díky evoluci [46] [47] , u obratlovců je většina molekul kohezinu uvolňována v profázi, bez ohledu na přítomnost APC/C, v procesu závislém na Polo-like 1 ( PLK1 ) a Aurora B [48 ] . Bylo však prokázáno, že malé množství Scc1 zůstává asociováno s centromerami v lidských buňkách až do metafáze a podobné množství je vyříznuto v anafázi, když zmizí z centromer [49] . Na druhou stranu některé experimenty ukazují, že soudržnost sesterských chromatid v ramenech se po oddělení sesterských centromer postupně ztrácí a sesterské chromatidy se přesouvají k opačným pólům buňky [50] [51] .

Podle některých pozorování je část kohezinů ramen chromozomu a centromerických kohezinů chráněna proteinem Shugoshin ( Shugoshin, Sgo1), což zabraňuje jejich uvolňování v profázi [52] [53] . Aby mohl fungovat jako ochránce centromerické soudržnosti, musí být Sgo1 inaktivován časně v anafázi, stejně jako Pds1p. Ve skutečnosti jsou Pds1p i Sgo1 substráty APC/C u obratlovců [54] .

Přehled kontrolního bodu vřetena

Kontrolní bod sestavení vřetena (SAC) je aktivní signál produkovaný nesprávně připojenými kinetochory , který je zachován u všech eukaryot . SAC zastavuje buněčný cyklus negativní regulací CDC20, čímž brání aktivaci polyubikvitinační aktivity komplexu stimulujícího anafázi (APC). Proteiny zodpovědné za signál SAC tvoří komplex mitotických kontrolních bodů (MCC), který zahrnuje proteiny SAC, MAD2 / MAD3 (nedostatek zástavy mitózy), BUB3 (pučení neinhibované benzimidazolem) a CDC20 [55] . Mezi další proteiny zahrnuté v SAC patří MAD1 , BUB1 , MPS1 a Aurora B. Pro vyšší eukaryota jsou složky komplexu ROD-ZW10 dalšími regulátory SAC , <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/ P31comet" rel ="mw:ExtLink" title="P31comet" class="new cx-link" data-linkid="208">p31<sup>kometa</sup></a>, MAPK , CDK1-cyklin- B , NEK2 a PLK1 [56] .

Aktivace kontrolního bodu

SAC monitoruje interakci mezi nesprávně spojenými kinetochory a mikrotubuly vřetena a je udržován, dokud nejsou kinetochory správně připojeny k vřetenu. Během prometafáze se proteiny CDC20 a SAC koncentrují na kinetochory před připojením k sestavě vřetena. Tyto proteiny udržují aktivaci SAC, dokud nejsou odstraněny a není stanoveno správné připojení kinetochorů k mikrotubulům. I jediný nepřipojený kinetochore může podporovat kontrolní bod vřetena [55] . Po připojení mikrotubulu plus-end a vytvoření kinetochorového mikrotubulu jsou MAD1 a MAD2 vyčerpány ze sestavy kinetochoru. Dalším regulátorem aktivace kontrolního bodu je napětí kinetochoru. Když jsou sesterské kinetochory správně připojeny k opačným pólům vřeténka, síly v mitotickém vřeténku vytvářejí napětí v kinetochorech. Bi-orientované sesterské kinetochory stabilizují sestavu kinetochor-mikrotubule, zatímco slabé napětí má destabilizující účinek. V reakci na nesprávné připojení kinetochoru, jako je syntetické připojení, kdy se oba kinetochory připojují ke stejnému pólu vřetena, výsledné mírné napětí destabilizuje nesprávné připojení a umožňuje správné připojení kinetochoru k tělu vřetena. Během tohoto procesu spouštějí kinetochory připojené k mitotickému vřeténku, ale ne pod napětím, kontrolní bod vřetena. Kináza Aurora-B/Ipl1 chromozomálního pasažérského komplexu funguje jako senzor napětí při nesprávném připojení kinetochorů. Detekuje a destabilizuje chybné připojení prostřednictvím kontroly kinesinu KINI MCAK oddělujícího mikrotubuly, komplexu DASH a komplexu Ndc80/Hec1 [57] na rozhraní mikrotubulů a kinetochorů [56] . Aurora-B/Ipl1 kináza je také kritická pro korekci merotelických připojení, když se jeden kinetochor připojí současně k oběma pólům vřeténka. Meroteliální vazby vytvářejí dostatečné napětí a nejsou detekovány SAC, a pokud nejsou korigovány, mohou vést k chybné segregaci chromozomů kvůli nízké rychlosti migrace chromatid. Zatímco pro aktivaci SAC je nezávisle vyžadováno připojení mikrotubulů, není jasné, zda je napětí nezávislým regulátorem SAC, i když je jasné, že při natahování dochází k odlišnému regulačnímu chování.

Jakmile je aktivován, kontrolní bod vřetena blokuje vstup do anafáze inhibicí komplexu podporujícího anafázi regulací aktivity komplexu mitotického kontrolního bodu. Mechanismus inhibice APC komplexem mitotických kontrolních bodů je špatně pochopen, i když se předpokládá, že MCC se váže na APC jako pseudosubstrát s použitím motivu KEN-box v BUBR1 . Současně s aktivací komplexu mitotického kontrolního bodu aktivuje centromerový protein CENP-E BUBR1, který rovněž blokuje anafázi [56] .

Vznik mitotického komplexu kontrolních bodů

Komplex mitotických kontrolních bodů se skládá z BUB3 spolu s MAD2 a MAD3 spojenými s Cdc20 . MAD2 a MAD3 mají různá vazebná místa na CDC20 a působí synergicky při inhibici APC/C. Komplex MAD3 se skládá z BUB3, který se váže na Mad3 a BUB1B prostřednictvím krátkého lineárního motivu známého jako motiv GLEBS. Přesné pořadí připojení, které musí proběhnout k vytvoření MCC, zůstává neznámé. Je možné, že Mad2-Cdc20 tvoří komplex ve stejnou dobu, kdy BUBR1-BUB3-Cdc20 tvoří další komplex, a tyto dva subkomplexy se tedy spojují do mitotického kontrolního komplexu [55] . V lidských buňkách vyžaduje vazba BUBR1 na CDC20 předchozí vazbu MAD2 na CDC20, takže je možné, že subkomplex MAD2-CDC20 působí jako iniciátor tvorby MCC. Deplece BUBR1 má za následek pouze mírný pokles úrovní Mad2-Cdc20, zatímco Mad2 je nutný k tomu, aby se BubR1-Bub3 navázal na Cdc20. Pro aktivaci kontrolního bodu je však stále vyžadován BUBR1 [56] .

Mechanismus tvorby MCC je nejasný a existují konkurenční teorie jak pro tvorbu závislou na kinetochorech, tak pro tvorbu nezávislou na kinetochorech. Na podporu teorie nezávislé na kinetochorech se MCC nachází v buňkách S. cerevisiae , ve kterých byly mutovány proteiny jaderného sestavení kinetochoru, a v buňkách, ve kterých byl deaktivován SAC, což naznačuje, že MCC se může sestavit během mitózy bez lokalizace kinetochorů. V jednom modelu mohou nepřipojené prometafázové kinetochory "senzitizovat" APC k inhibici MCC rekrutováním APC do kinetochorů prostřednictvím funkčního SAC. Kromě toho deplece různých proteinů SAC ukázala, že deplece MAD2 a BUBR1 ovlivňuje načasování mitózy nezávisle na kinetochorech, zatímco deplece jiných proteinů SAC vede k dysfunkčním SAC bez změny trvání mitózy. Je tedy možné, že SAC funguje prostřednictvím dvoufázového časovače, kde MAD2 a BUBR1 řídí trvání mitózy v první fázi, která se může ve druhé fázi prodloužit, pokud existují nepřipojené kinetochory, stejně jako jiné proteiny SAC [56 ] . Existuje však řada důkazů, které nejsou ve prospěch shromáždění nezávislého na kinetochore. MCC musí být ještě detekován během interfáze, zatímco MCC se netvoří ze svých složek v extraktech X. laevis meiosis II bez přidání jader spermií a nokodazolu, aby se zabránilo sestavení vřeténka.

Předním modelem pro tvorbu MCC je "model šablony MAD2", který závisí na dynamice kinetochorů MAD2 pro generování MCC. MAD1 se lokalizuje na nepřipojené kinetochory, zatímco se silně váže na MAD2. Lokalizace MAD2 a BubR1 na kinetochore může také záviset na kináze Aurora B [58] . Buňky postrádající Auroru B se nemohou zastavit v metafázi, i když v chromozomech není žádné připojení mikrotubulů [59] . Nepřipojené kinetochory se nejprve vážou na komplex komety MAD1-C-MAD2-p31 a uvolňují kometu p31 neznámým mechanismem. Výsledný komplex MAD-C-MAD2 rekrutuje otevřený konformer Mad2 (O-Mad2) do kinetochorů. Tento O-Mad2 mění svou konformaci na uzavřený Mad2 (C-Mad2) a váže Mad1. Tento komplex Mad1/C-Mad2 je zodpovědný za nábor více O-Mad2 do kinetochorů, které mění svou konformaci na C-Mad2 a vážou Cdc20 v autoamplifikační reakci. Protože MAD1 a CDC20 obsahují podobný motiv vázající MAD2, prázdná konformace O-MAD2 se po navázání na CDC20 změní na C-MAD2. Tato pozitivní zpětnovazební smyčka je negativně regulována kometou p31, která se kompetitivně váže na C-MAD2 vázaný na MAD1 nebo CDC20 a snižuje další vazbu O-MAD2 na C-MAD2. Mohou také existovat další kontrolní mechanismy, vzhledem k tomu, že kometa p31 chybí u nižších eukaryot. Nomenklatura "model šablony" tedy pochází z procesu, ve kterém MAD1-C-MAD2 působí jako šablona pro generování kopií C-MAD2-CDC20. Tato sekvestrace Cdc20 je nutná k udržení kontrolního bodu vřetena [55] .

Deaktivace kontrolních bodů

Existuje několik mechanismů pro deaktivaci SAC po správné biorientaci sesterských chromatid . Po připojení mikrotubulů ke kinetochoru štěpící mechanismus transportuje proteiny kontrolního bodu vřeténka pryč z kinetochoru prostřednictvím motorického komplexu dynein-dynein [56] . Odstraněné proteiny, které zahrnují MAD1, MAD2, MPS1 a CENP-F , jsou poté redistribuovány do vřetenových pólů . Proces odstraňování je vysoce závislý na neporušené struktuře mikrotubulů a také na pohyblivosti dyneinu podél mikrotubulů. Kromě toho, že p31 comet funguje jako regulátor kladné zpětné vazby C-MAD2, může také fungovat jako deaktivátor SAC. Nepřipojené kinetochory dočasně inaktivují kometu p31 , ale připojení reaktivuje protein a inhibuje aktivaci MAD2, pravděpodobně inhibiční fosforylací. Další možný mechanismus inaktivace SAC vychází z energeticky závislé disociace komplexu MAD2-CDC20 prostřednictvím nedegradovatelné ubikvitinace CDC20. Naopak, deubikvitační enzym protektin je nutný k udržení SAC. Nepřipojené kinetochory tedy udržují kontrolní bod nepřetržitým obnovováním subkomplexu MAD2-CDC20 z jeho složek. SAC může být také inaktivován proteolýzou , indukovanou aktivací APC. Protože SAC není reaktivován ztrátou koheze sesterských chromatid během anafáze, proteolýza cyklinu B a inaktivace CDK1-cyklin-B kinázy také inhibují aktivitu SAC. Degradace MPS1 během anafáze zabraňuje reaktivaci SAC po oddělení sesterských chromatid. Po deaktivaci kontrolního bodu a během normální anafáze buněčného cyklu se anafázi stimulující komplex aktivuje snížením aktivity MCC. Když k tomu dojde, enzymový komplex polyubikvitinuje inhibitor anafáze securin . Ubikvitinace a destrukce sekurinu na konci metafáze uvolňuje aktivní proteázu nazývanou separáza. Separáza štěpí kohezní molekuly, které drží sesterské chromatidy pohromadě, aby aktivovala anafázi [2] .

Nový model pro deaktivaci SAC u S. cerevisiae : mechanický spínač

Byl navržen nový mechanismus, který vysvětluje, jak je připojení konce mikrotubulů ke kinetochoru schopné narušit specifické kroky v signalizaci SAC. V nepřipojeném kinetochoru je prvním krokem při tvorbě MCC fosforylace Spc105 Mps1 kinázou. Fosforylovaný Spc105 je pak schopen rekrutovat downstream signální proteiny Bub1 a 3; Mad 1,2 a 3; a Cdc20. Asociace s Mad1 na nepřipojených kinetochorech způsobí, že Mad2 podstoupí konformační změnu, která jej převede z otevřené formy (O-Mad2) na uzavřenou formu (C-Mad2.) C-Mad2 navázaný na Mad1 pak dimerizuje s druhým O-Mad2 a katalyzuje jeho uzavření kolem Cdc20. Tento komplex C-Mad2 a Cdc20, MCC, ponechává Mad1 a C-Mad2 na kinetochoru za vzniku dalšího MCC. Každý MCC sekvestruje dvě molekuly Cdc20, aby se zabránilo jejich interakci s APC/C, čímž se udržuje SAC [2] . Fosforylace Spc105 pomocí Mps1 je nezbytná a dostatečná k zahájení signální dráhy SAC, ale tento krok může nastat pouze v nepřítomnosti připojení mikrotubulů ke kinetochoru. Bylo ukázáno, že endogenní Mps1 je asociován s kalponin-homologií (CH) doménou Ndc80, která se nachází ve vnější oblasti kinetochoru vzdálené od chromozomu. Ačkoli je Mps1 ukotven ve vnějším kinetochoru, je stále schopen lokalizovat se do vnitřního kinetochoru a fosforylovat Spc105 díky flexibilním pantovým oblastem na Ndc80. Model mechanického spínače však naznačuje, že připojení mikrotubulu ke konci kinetochoru deaktivuje SAC prostřednictvím dvou mechanismů. Přítomnost připojeného mikrotubulu zvyšuje vzdálenost mezi doménou CH Ndc80 a Spc105. Kromě toho Dam1/DASH, velký komplex 160 proteinů, který tvoří kruh kolem připojeného mikrotubulu, působí jako bariéra mezi těmito dvěma proteiny. Separace zabraňuje interakci mezi Mps1 a Spc105 a tím inhibuje signální dráhu SAC [60] .

Tento model není použitelný pro regulaci SAC u organismů vyššího řádu, včetně zvířat. Hlavním aspektem mechanického spínacího mechanismu je to, že u S. cerevisiae umožňuje kinetochorová struktura připojení pouze jednoho mikrotubulu. Zvířecí kinetochory jsou naproti tomu mnohem složitější sítě obsahující vazebná místa pro více mikrotubulů [61] . Připojení mikrotubulů ke všem vazebným místům kinetochorů není nutné pro deaktivaci SAC a přechod do anafáze. Proto ve zvířecím kinetochoru koexistují stavy připojené k mikrotubulům a nepřipojené k mikrotubulům, zatímco SAC je inhibován. Tento model nezahrnuje bariéru, která by bránila Mps1 spojenému s připojeným kinetochorem ve fosforylaci Spc105 v sousedním nepřipojeném kinetochoru. Kromě toho v živočišných buňkách chybí komplex kvasinek Dam1/DASH.

Vady kontrolního bodu vřetena a rakovina

Když kontrolní bod vřeténka nefunguje správně, může to vést k chybné segregaci chromozomů, aneuploidii a dokonce tumorigenezi [56] . Transformace nastává a je urychlena, když je narušena integrita genomu, zejména na obecné úrovni celých chromozomů nebo jejich velkých částí. Ve skutečnosti je aneuploidie nejběžnější charakteristikou lidských solidních nádorů, a proto lze kontrolní bod sestavy vřetena považovat za možný cíl protinádorové terapie [62] . To je velmi podceňovaný fakt, protože mutace v určitých genech, známých jako onkogeny nebo nádorové supresory , jsou primárně považovány za příčinu genetické nestability a tumorigeneze. Typicky různé kontrolní body v buněčném cyklu zajišťují integritu genomu prostřednictvím vysoce konzervovaných redundantních mechanismů, které jsou důležité pro udržení buněčné homeostázy a prevenci tumorigeneze. Několik proteinů kontrolních bodů sestavení vřetena působí jako pozitivní a negativní regulátory, které zajišťují správnou segregaci chromozomů v každém buněčném cyklu, čímž zabraňují nestabilitě chromozomů (CIN), známé také jako nestabilita genomu .

V současné době se integrita genomu posuzuje na více úrovních, kdy některé nádory vykazují nestabilitu, projevující se formou substitucí, inzercí a delecí bází, přičemž ve většině případů dochází ke zvětšení či ztrátě celých chromozomů [63] .

Protože změny v mitotických regulačních proteinech mohou vést k aneuploidii, běžnému jevu u rakoviny [64] , původně se předpokládalo, že tyto geny mohou v rakovinných tkáních mutovat [65] .

Mutované geny u rakoviny

U některých rakovin jsou dobře charakterizovány geny, které jsou základem defektů vedoucích k transformaci. U hematologických rakovin, jako je mnohočetný myelom, jsou cytogenetické abnormality velmi časté kvůli vrozené povaze zlomů DNA nutných k přeskupení imunoglobulinového genu. Defekty v proteinech, jako je MAD2, které fungují převážně v SAC, jsou však také charakteristické pro mnohočetný myelom [66] . Většina solidních nádorů je také převážně aneuploidních. U kolorektálního karcinomu jsou BUB1 a BUBR1, stejně jako amplifikace STK15, klíčovými regulátory, které se podílejí na genomové nestabilitě vedoucí k rakovině [67] . U rakoviny prsu vykazuje genetická forma charakterizovaná genem BRCA-1 vyšší úroveň genomové nestability než sporadické formy. Experimenty ukázaly, že myši bez BRCA-1 mají sníženou expresi klíčového proteinu kontrolního bodu vřeténka MAD2 [68] . U jiných druhů rakoviny je potřeba více práce na identifikaci příčin aneuploidie.

Jiné geny, které nejsou tradičně spojovány s SAC u rakoviny

Zdá se, že variace ve fyziologických hladinách těchto proteinů (jako je Mad2 nebo BubR1) jsou spojeny s aneuploidií a tumorigenezí, což bylo prokázáno na zvířecích modelech [69] [70] . Nedávný výzkum však naznačuje, že to, co se zdá, že se děje, je složitější scénář: aneuploidie může vést k vysokému výskytu tumorigeneze pouze tehdy, když změny v hladinách specifických složek mitotických kontrolních bodů (buď dolů nebo nadměrně exprimovaných) v tkáních také vyvolávají další defekty. které je mohou predisponovat k nádorům [71] . To znamená defekty, jako je zvýšené poškození DNA, chromozomální přestavby a/nebo snížená míra buněčné smrti. Je známo, že několik složek mitotických kontrolních bodů se podílí na funkcích mimo mitózu: nukleární import (Mad1), transkripční represe (Bub3) a buněčná smrt, reakce na poškození DNA, stárnutí a megakaryopoéza pro BubR1. To vše potvrzuje závěr, že zvýšená tumorigeneze je spojena nejen s aneuploidií, ale i s dalšími defekty [71] .

Mutace spojené s rakovinou ovlivňující známé kontrolní geny, jako je BUB1 nebo BUBR1, jsou ve skutečnosti vzácné. Několik proteinů zapojených do rakoviny se však protíná s vřetenovými montážními sítěmi. Klíčové nádorové supresory, jako je p53 , také hrají roli v kontrolním bodu vřetena. Absence p53, nejčastěji mutovaného genu u lidské rakoviny, má velký vliv na regulátory kontrolních bodů buněčného cyklu a v minulosti bylo prokázáno, že působí na kontrolní body G1, ale nyní se zdá, že je důležitá také při regulaci kontrolních bodů vřetena . 72] . Dalším klíčovým aspektem rakoviny je inhibice buněčné smrti nebo apoptózy . Survivin , člen rodiny inhibitorů apoptózy (IAP), je lokalizován ve skupinách mikrotubulů mitotického vřeténka poblíž centrozomů a na kinetochorech metafázních chromozomů. Nejenže survivin inhibuje apoptózu, aby podpořil tumorigenezi, ale byl (prostřednictvím experimentálních knockout myší) považován za důležitý regulátor segregace chromozomů a pozdních stádií mitózy, podobně jako jeho úloha u primitivnějších organismů [73] .

Dr. aspekty kontrolního bodu sestavy vřetena, jako je připojení kinetochoru, funkce mikrotubulů a soudržnost sesterských chromatid, jsou s největší pravděpodobností také defektní a způsobují aneuploidii. Bylo pozorováno, že se rakovinné buňky dělí v několika směrech a vyhýbají se kontrolnímu bodu sestavy vřetena, což vede k multipolárním mitózám [74] . Multipolární metafáze-anafázový přechod nastává prostřednictvím neúplného separázového cyklu, což má za následek časté nondisjunkce, které zvyšují aneuploidii v rakovinných buňkách.

Léčba rakoviny SAC

Pokrok v této oblasti vedl k zavedení několika léčebných postupů, které se zaměřují na defekty v sestavě vřetena. Starší terapie, jako jsou vinka alkaloidy a taxany, se zaměřují na mikrotubuly, které doprovázejí tvorbu mitotického vřeténka, narušováním dynamiky mikrotubulů, které rekrutují SAC, zastavují buňku a nakonec vedou k buněčné smrti [75] . Taxol a docetaxel se stále používají k léčbě rakoviny prsu, vaječníků a dalších epiteliálních karcinomů. Tyto léčby se však často vyznačují vysokým výskytem vedlejších účinků a rezistencí vůči lékům.

Jsou sledovány i další cíle v síti regulátorů ovlivňujících NSS; velký zájem se přesunul k proteinům aurora kinázy [76] . Gen pro kinázu Aurora A , je-li amplifikován, působí jako onkogen, který potlačuje SAC, což vede k abnormální iniciaci anafáze a následné aneuploidii, stejně jako rezistenci na TAXOL [77] . Je zajímavé, že malomolekulární inhibitor Aurora A prokázal protinádorový účinek v modelu in vivo, což naznačuje, že může být dobrým cílem pro další klinický vývoj [78] . Inhibitory Aurora B , které jsou rovněž v klinickém vývoji, vedou k abnormálnímu připojení kinetochorů k mikrotubulům a také ruší mitotický kontrolní bod [76] . Survivin je také atraktivním molekulárním cílem pro klinický terapeutický vývoj, protože působí jako hlavní uzel v mnoha drahách, z nichž jednou je tvorba vřeténka a kontrola kontrolních bodů [79] . Ještě další přístupy zahrnovaly inhibici mitotických motorických proteinů, jako je KSP. Tyto inhibitory, které byly nedávno klinicky testovány, způsobují zástavu mitózy a aktivací kontrolního bodu sestavy vřetena indukují apoptózu [80] [3] .

Poznámky

  1. ↑ „Život a zázraky kinetochorů“. EMBO Journal . 28 (17): 2511-31. září 2009. doi : 10.1038/emboj.2009.173 . PMID  19629042 .
  2. ↑ 1 2 3 4 David Owen Morgan. Buněčný cyklus: principy řízení . - London: New Science Press, 2007. - xxvii, 297 stran s. — ISBN 978-0-19-920610-0 , 0-19-920610-4, 978-0-9539181-2-6, 0-9539181-2-2, 978-0-87893-508-6, 0- 87893-508-8.
  3. ↑ 1 2 Buněčný cyklus 
  4. ↑ „Krátkodobé a dlouhodobé účinky špatné segregace chromozomů a aneuploidie“. Příroda Recenze Molekulární buněčná biologie . 16 (8): 473-85. Srpen 2015. DOI : 10.1038/nrm4025 . PMID26204159  . _
  5. ↑ 1 2 "Ozáření cytoplazmy čolků ultrafialovým mikropaprskem: destrukce vřeténka, falešná anafáze a zpoždění skutečné anafáze". Radiační výzkum . 41 (3): 516-37. březen 1970. Bibcode : 1970RadR...41..516Z . DOI : 10.2307/3572841 . PMID  5438206 .
  6. ↑ "Colcemid a mitotický cyklus". Journal of Cell Science . 102 (Pt 3) (3): 387-92. Červenec 1992. DOI : 10.1242/jcs.102.3.387 . PMID  1506421 .
  7. ↑ "Propojení vazby kinetochor-mikrotubule s kontrolním bodem vřetena". vývojová buňka . 14 (4): 474-9. dubna 2008. doi : 10.1016/ j.devcel.2008.03.015 . PMID 18410725 . 
  8. ↑ 1 2 “Kontrola zpětné vazby mitózy u pučících kvasinek”. buňka . 66 (3): 519-31. srpen 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90015-5 . PMID  1651172 .
  9. ↑ "S. cerevisiae geny potřebné pro zastavení buněčného cyklu v reakci na ztrátu funkce mikrotubulů. buňka . 66 (3): 507-17. srpen 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90014-3 . PMID  1651171 .
  10. ↑ „Zpoždění v buněčném cyklu Saccharomyces cerevisiae, které je indukováno dicentrickým chromozomem a závisí na mitotických kontrolních bodech“. Molekulární a buněčná biologie . 12 (9): 3857-64. září 1992. DOI : 10.1128/MCB.12.9.3857 . PMID  1324407 .
  11. ↑ „Aberantně segregující centromery aktivují kontrolní bod sestavení vřetena u pučících kvasinek“. The Journal of Cell Biology . 133 (1): 75-84. Duben 1996. DOI : 10.1083/jcb.133.1.75 . PMID  8601615 .
  12. ↑ „Aktivace kontrolního bodu sestavení vřetena pučících kvasinek bez narušení mitotického vřetena“. věda . 273 (5277): 953-6. Srpen 1996. Bibcode : 1996Sci...273..953H . DOI : 10.1126/science.273.5277.953 . PMID  8688079 .
  13. ↑ „Geny kontrolního bodu potřebné ke zpoždění buněčného dělení v reakci na nocodazol reagují na zhoršenou funkci kinetochoru u kvasinky Saccharomyces cerevisiae“. Molekulární a buněčná biologie . 15 (12): 6838-44. prosinec 1995. DOI : 10.1128/MCB.15.12.6838 . PMID  8524250 .
  14. ↑ „Mutace Centromere DNA indukují mitotické zpoždění u Saccharomyces cerevisiae“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 89 (19): 8908-12. Říjen 1992. Bibcode : 1992PNAS...89.8908S . DOI : 10.1073/pnas.89.19.8908 . PMID  1409584 .
  15. ↑ "Léze v mnoha různých komponentách vřetena aktivují kontrolní bod vřetena u pučící kvasinky Saccharomyces cerevisiae". Genetika . 152 (2): 509-18. Červen 1999. DOI : 10.1093/genetics/152.2.509 . PMID  10353895 .
  16. ↑ "Strukturální a mechanické řízení mitotické progrese". Cold Spring Harbor Symposia o kvantitativní biologii . 56 :613-9. 1991. DOI : 10.1101/sqb.1991.056.01.070 . PMID  1819511 .
  17. ↑ 1 2 „Kontrolní bod zpožďující anafázi v reakci na chromozomovou monoorientaci je zprostředkován inhibičním signálem produkovaným nepřipojenými kinetochory“. The Journal of Cell Biology . 130 (4): 941-8. srpen 1995. doi : 10.1083/ jcb.130.4.941 . PMID 7642709 . 
  18. ↑ „Napětí-citlivá fosforylace kinetochorů a kontrolní bod distribuce chromozomů ve spermatocytech kudlanky“. Journal of Cell Science . 110 (Pt 5) (5): 537-45. březen 1997. DOI : 10.1242/jcs.110.5.537 . PMID  9092936 .
  19. ↑ „Mitóza v somatických buňkách obratlovců se dvěma vřeténky: důsledky pro kontrolní bod metafáze/anafáze a štěpení“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 94 (10): 5107-12. Květen 1997. Bibcode : 1997PNAS...94.5107R . DOI : 10.1073/pnas.94.10.5107 . PMID  9144198 .
  20. ↑ „Kontrola velikosti ve vývoji zvířat“. buňka . 96 (2): 235-44. Leden 1999. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)80563-2 . PMID  9988218 .
  21. ↑ „Duplikace centrosomů v somatických buňkách savců vyžaduje E2F a Cdk2-cyklin A“. Přírodní buněčná biologie . 1 (2): 88-93. Červen 1999. DOI : 10.1038/10054 . PMID  10559879 .
  22. ↑ „Proteinkinázy v kontrole centrosomového cyklu“. FEBS dopisy . 452 (1-2): 92-5. Červen 1999. DOI : 10.1016/S0014-5793(99)00534-7 . PMID  10376685 .
  23. ↑ „Jak buňky získávají správné chromozomy“. věda . 275 (5300): 632-7. leden 1997. doi : 10.1126/science.275.5300.632 . PMID  9005842 .
  24. ↑ "Geometrie centromery nezbytná pro udržení mitózy bez chyb je řízena silami vřetena". příroda . 450 (7170): 745-9. Listopad 2007. Bibcode : 2007Natur.450..745L . DOI : 10.1038/nature06344 . PMID  18046416 .
  25. ↑ "Napětí mezi dvěma kinetochory postačuje pro jejich bi-orientaci na mitotickém vřeténku". příroda . 428 (6978): 93-7. březen 2004. Bibcode : 2004Natur.428...93D . DOI : 10.1038/nature02328 . PMID  14961024 .
  26. ↑ „Aurora kináza podporuje obrat kinetochorových mikrotubulů, aby se snížily chyby segregace chromozomů“. Současná biologie . 16 (17): 1711-8. září 2006. DOI : 10.1016/j.cub.2006.07.022 . PMID  16950108 .
  27. ↑ „Aurora kinázy jako cíle protirakovinných léků“. Klinický výzkum rakoviny . 14 (6): 1639-48. březen 2008. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-07-2179 . PMID  18347165 .
  28. ↑ 1 2 "Koheze, kondenzace a separace chromozomů". Výroční přehled biochemie . 69 :115-44. 2000. doi : 10.1146/annurev.biochem.69.1.115 . PMID  10966455 .
  29. ↑ „Ustavení a udržování koheze sesterských chromatid u štěpných kvasinek jedinečným mechanismem“. EMBO Journal . 20 (20): 5779-90. října 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.20.5779 . PMID 11598020 . 
  30. ↑ „Vřeteno je nutné pro proces separace sesterských chromatid v neuroblastech Drosophila“. Experimentální buněčný výzkum . 192 (1): 10-5. leden 1991. DOI : 10.1016/0014-4827(91)90150-S . PMID  1898588 .
  31. ↑ „Tvarování metafázového chromozomu: koordinace koheze a kondenzace“. bioeseje . 23 (10): 924-35. října 2001. doi : 10.1002/ bies.1133 . PMID 11598959 . 
  32. ↑ „Požadavek heterochromatinu na soudržnost na centromerách“. věda . 294 (5551): 2539-42. Prosinec 2001. Bibcode : 2001Sci...294.2539B . DOI : 10.1126/science.1064027 . PMID  11598266 .
  33. ↑ „Nábor kohesinu do heterochromatických oblastí pomocí Swi6/HP1 ve štěpných kvasinkách“. Přírodní buněčná biologie . 4 (1): 89-93. leden 2002. DOI : 10.1038/ncb739 . PMID  11780129 .
  34. ↑ „Mašinerie interference RNA reguluje dynamiku chromozomů během mitózy a meiózy u štěpných kvasinek“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 100 (1): 193-8. Leden 2003. Bibcode : 2003PNAS..100..193H . DOI : 10.1073/pnas.232688099 . PMID  12509501 .
  35. ↑ „Dicer je nezbytný pro tvorbu heterochromatinové struktury v buňkách obratlovců“. Přírodní buněčná biologie . 6 (8): 784-91. srpen 2004. doi : 10.1038/ ncb1155 . PMID 15247924 . 
  36. ↑ „Kinetochor je zesilovač pericentrické vazby kohesinu“. Biologie PLOS . 2 (9): E260. září 2004. doi : 10.1371/journal.pbio.0020260 . PMID  15309047 . publikace s otevřeným přístupem
  37. ↑ "Lidský Orc2 se lokalizuje do centrosomů, centromer a heterochromatinu během dědičnosti chromozomů". EMBO Journal . 23 (13): 2651-63. července 2004. doi : 10.1038/sj.emboj.7600255 . PMID  15215892 .
  38. ↑ "Komplex rozpoznávání původu funguje v kohezi sester-chromatid u Saccharomyces cerevisiae". buňka . 128 (1): 85-99. Leden 2007. DOI : 10.1016/j.cell.2006.11.045 . PMID  17218257 .
  39. ↑ "Kinetochore orientace v mitóze a meióze". buňka . 119 (3): 317-27. Říjen 2004. DOI : 10.1016/j.cell.2004.10.014 . PMID  15507205 .
  40. ↑ „Scc1/Rad21/Mcd1 je vyžadován pro kohezi sesterských chromatid a funkci kinetochoru v buňkách obratlovců“. vývojová buňka . 1 (6): 759-70. prosinec 2001. DOI : 10.1016/S1534-5807(01)00088-0 . PMID  11740938 .
  41. ↑ „Vyčerpání Drad21/Scc1 v buňkách Drosophila vede k nestabilitě kohezinového komplexu a narušení mitotické progrese“ (PDF) . Současná biologie . 13 (3): 208-18. února 2003. DOI : 10.1016/S0960-9822(03)00047-2 . PMID  12573216 .
  42. ↑ „Molekulární architektura SMC proteinů a kvasinkový kohesinový komplex“. Molekulární buňka . 9 (4): 773-88. Duben 2002. DOI : 10.1016/S1097-2765(02)00515-4 . PMID  11983169 .
  43. ↑ "SMC-zprostředkovaná mechanika chromozomů: konzervované schéma od bakterií k obratlovcům?". Geny a vývoj . 13 (1): 11-9. Leden 1999. DOI : 10.1101/gad.13.1.11 . PMID  9887095 .
  44. ↑ „Komplex ESP1/PDS1 reguluje ztrátu koheze sesterských chromatid v přechodu metafáze do anafáze u kvasinek“. buňka . 93 (6): 1067-76. Červen 1998. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)81211-8 . PMID  9635435 .
  45. ↑ „Fosforylace kohesinové podjednotky Scc1 kinázou Polo/Cdc5 reguluje separaci sesterských chromatid v kvasinkách“. buňka . 105 (4): 459-72. Květen 2001. DOI : 10.1016/S0092-8674(01)00362-2 . PMID  11371343 .
  46. ↑ „Degradace Drosophila PIM reguluje separaci sesterských chromatid během mitózy“. Geny a vývoj . 14 (17): 2192-205. září 2000. doi : 10.1101/ gad.176700 . PMID 10970883 . 
  47. ↑ "Degradace securinu je zprostředkována fzy a fzr a je nutná pro úplnou separaci chromatid, ale ne pro cytokinezi". EMBO Journal . 20 (4): 792-801. února 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.4.792 . PMID 11179223 . 
  48. ↑ "Charakteristika kohezinových komplexů obratlovců a jejich regulace v profázi". The Journal of Cell Biology . 151 (4): 749-62. listopad 2000. doi : 10.1083/ jcb.151.4.749 . PMID 11076961 . 
  49. ↑ „Identifikace a charakterizace SA/Scc3p podjednotek v komplexech Xenopus a lidských kohezinů“. The Journal of Cell Biology . 150 (3): 405-16. srpen 2000. doi : 10.1083/ jcb.150.3.405 . PMID 10931856 . 
  50. ↑ „Regulace koheze sesterských chromatid mezi rameny chromozomů“. Současná biologie . 14 (13): 1187-93. Červenec 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.06.052 . PMID  15242616 .
  51. ↑ „Mikromanipulace chromozomů ukazuje, že uvolňování koheze během buněčného dělení je postupné a nevyžaduje napětí“. Současná biologie . 14 (23): 2124-9. prosinec 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.11.052 . PMID  15589155 .
  52. ↑ „Úplné odstranění kohezinu z ramen chromozomu závisí na separáze“. Journal of Cell Science . 120 (Pt 23): 4188-96. prosinec 2007. doi : 10.1242/ jcs.011528 . PMID 18003702 . 
  53. ↑ „Shugoshin zabraňuje disociaci kohezinu z centromer během mitózy v buňkách obratlovců“. Biologie PLOS . 3 (3): e86. březen 2005. doi : 10.1371/journal.pbio.0030086 . PMID  15737064 . publikace s otevřeným přístupem
  54. ↑ „Shugoshin obratlovců spojuje soudržnost sesterské centromery a stabilitu kinetochorových mikrotubulů v mitóze“. buňka . 118 (5): 567-78. září 2004. doi : 10.1016/j.cell.2004.08.016 . PMID  15339662 .
  55. ↑ 1 2 3 4 "Komplex Mad1/Mad2 jako šablona pro aktivaci Mad2 v kontrolním bodu sestavy vřetena". Současná biologie . 15 (3): 214-25. února 2005. DOI : 10.1016/j.cub.2005.01.038 . PMID  15694304 .
  56. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 "Kontrolní bod sestavení vřetena v prostoru a čase". Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie . 8 (5): 379-93. Květen 2007. DOI : 10.1038/nrm2163 . PMID  17426725 .
  57. ↑ "Role Hec1 při signalizaci kontrolních bodů vřetena a náboru kinetochorů Mad1/Mad2". věda . 297 (5590): 2267-70. září 2002. Bibcode : 2002Sci...297.2267M . DOI : 10.1126/science.1075596 . PMID  12351790 .
  58. ↑ "Survivin je vyžadován pro trvalé zastavení kontrolního bodu vřetena v reakci na nedostatek napětí". EMBO Journal . 22 (12): 2934-47. června 2003. doi : 10.1093/emboj/ cdg307 . PMID 12805209 . 
  59. ↑ „Malá molekula Hesperadinu odhaluje roli Aurory B při korekci připojení kinetochor-mikrotubulů a při udržování kontrolního bodu sestavy vřetena“. The Journal of Cell Biology . 161 (2): 281-94. duben 2003. doi : 10.1083/ jcb.200208092 . PMID 12707311 . 
  60. ↑ "Kinetochore kóduje mechanický spínač, který narušuje signalizaci kontrolního bodu sestavy vřetena". Přírodní buněčná biologie . 17 (7): 868-79. Červenec 2015. DOI : 10.1038/ncb3179 . PMID26053220  . _
  61. ↑ Bruce Alberts. Molekulární biologie buňky . — Šesté vydání. - New York, NY, 2015. - 1 svazek (různé stránky) Str. — ISBN 978-0-8153-4432-2 , 0-8153-4432-5, 978-0-8153-4464-3, 0-8153-4464-3, 978-0-8153-4524-4, 0- 8153-4524-0.
  62. ↑ „Na cestě k rakovině: aneuploidie a mitotický kontrolní bod“. Recenze přírody. Rakovina . 5 (10): 773-85. října 2005. doi : 10.1038/ nrc1714 . PMID 16195750 . 
  63. ↑ „Genetická nestabilita u lidských rakovin“. příroda . 396 (6712): 643-9. prosinec 1998. Bibcode : 1998Natur.396..643L . DOI : 10.1038/25292 . PMID  9872311 .
  64. ↑ "Způsobuje aneuploidie rakovinu?". Aktuální názor v buněčné biologii . 18 (6): 658-67. prosince 2006. doi : 10.1016/ j.ceb.2006.10.002 . PMID 17046232 . 
  65. ↑ „Mutace mitotických kontrolních genů u lidských rakovin“. příroda . 392 (6673): 300-3. březen 1998. Bibcode : 1998Natur.392..300C . DOI : 10.1038/32688 . PMID  9521327 .
  66. ↑ "Kontrolní bod sestavení nedostatečného vřetena u mnohočetného myelomu". PLOS ONE . 6 (11): e27583. 2011. Bibcode : 2011PLoSO...627583D . doi : 10.1371/journal.pone.0027583 . PMID  22132115 . publikace s otevřeným přístupem
  67. ↑ Grady, William M. (2004). „Genomická nestabilita a rakovina tlustého střeva“. Recenze rakoviny a metastáz . 23 (1-2): 11-27. DOI : 10.1023/A:1025861527711 . PMID  15000146 .
  68. ↑ „Požadavek na gen 1 spojený s rakovinou prsu (BRCA1) v kontrolním bodu vřetena“. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 101 (49): 17108-13. prosinec 2004. Bibcode : 2004PNAS..10117108W . DOI : 10.1073/pnas.0407585101 . PMID  15563594 .
  69. ↑ „Nadměrná exprese Mad2 podporuje aneuploidii a tumorigenezi u myší“. rakovinné buňky . 11 (1): 9-23. leden 2007. DOI : 10.1016/j.ccr.2006.10.019 . PMID  17189715 .
  70. ↑ „Nadměrná exprese BUBR1 je spojena s chromozomální nestabilitou u rakoviny močového měchýře“. Genetika a cytogenetika rakoviny . 174 (1): 42-7. dubna 2007. doi : 10.1016/ j.cancerrencyto.2006.11.012 . PMID 17350465 . 
  71. ↑ 1 2 „Úloha aneuploidie při podpoře a potlačení nádorů“. The Journal of Cell Biology . 185 (6): 935-7. června 2009. doi : 10.1083/ jcb.200905098 . PMID 19528293 . 
  72. ↑ Cross, Shawn M. (1995). "Kontrolní bod vřetena myši závislý na p53." věda . 3 (5202): 1353-1356. Bibcode : 1995Sci...267.1353C . DOI : 10.1126/science.7871434 . PMID  7871434 .
  73. ↑ „Molekulární základ a potenciální role survivinu v diagnostice a léčbě rakoviny“. Trendy v molekulární medicíně . 7 (12): 542-7. prosinec 2001. DOI : 10.1016/S1471-4914(01)02243-2 . PMID  11733216 .
  74. ↑ „Když genom hraje kostky: obcházení kontrolního bodu sestavení vřetena a téměř náhodná segregace chromozomů v mitózách multipolárních rakovinných buněk“. PLOS ONE . 3 (4): e1871. Duben 2008. Bibcode : 2008PLoSO...3.1871G . doi : 10.1371/journal.pone.0001871 . PMID  18392149 . publikace s otevřeným přístupem
  75. ↑ „Cílení na mikrotubuly pro chemoterapii rakoviny“. Současná lékařská chemie. Protirakovinné látky . 5 (1): 65-71. ledna 2005. doi : 10.2174/ 1568011053352569 . PMID 15720262 . 
  76. ↑ 1 2 "Aurora kinázy: nové cíle pro léčbu rakoviny". Klinický výzkum rakoviny . 12 (23): 6869-75. Prosinec 2006. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-06-1405 . PMID  17145803 .
  77. ↑ "Amplifikace AURORA-A přepíše kontrolní bod sestavy mitotického vřetena a vyvolá rezistenci vůči Taxolu". rakovinné buňky . 3 (1): 51-62. Leden 2003. DOI : 10.1016/S1535-6108(02)00235-0 . PMID  12559175 .
  78. ↑ „VX-680, silný a selektivní malomolekulární inhibitor kináz Aurora, potlačuje růst nádoru in vivo“. Přírodní medicína . 10 (3): 262-7. březen 2004. DOI : 10,1038/nm1003 . PMID  14981513 .
  79. ↑ „Přežití, sítě proti rakovině a objevování léků zaměřených na cestu“. Recenze přírody. Rakovina . 8 (1): 61-70. Leden 2008. DOI : 10.1038/nrc2293 . PMID  18075512 .
  80. ↑ „Indukce apoptózy inhibitorem mitotického kinesinu KSP vyžaduje jak aktivaci kontrolního bodu sestavy vřetena, tak mitotický skluz“. rakovinné buňky . 8 (1):49-59. Červenec 2005. DOI : 10.1016/j.ccr.2005.06.003 . PMID  16023598 .


Další čtení 

  • Larsen NA, Al-Bassam J, Wei RR, Harrison SC (leden 2007). „Strukturální analýza interakcí Bub3 v kontrolním bodě mitotického vřeténka“ . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 104 (4): 1201-6. Bibcode : 2007PNAS..104.1201L . DOI : 10.1073/pnas.0610358104 . PMC  1770893 . PMID  17227844 .
  • Wang X, Babu JR, Harden JM, Jablonski SA, Gazi MH, Lingle WL, de Groen PC, Yen TJ, van Deursen JM (červenec 2001). "Mitotický kontrolní bod protein hBUB3 a mRNA exportní faktor hRAE1 interagují s proteiny obsahujícími GLE2p-binding sekvence (GLEBS). The Journal of Biological Chemistry . 276 (28): 26559-67. DOI : 10.1074/jbc.M101083200 . PMID  11352911 .
  • Kitagawa R, Rose AM (prosinec 1999). "Součásti kontrolního bodu sestavení vřetena jsou u Caenorhabditis elegans nezbytné." Přírodní buněčná biologie . 1 (8): 514-21. DOI : 10.1038/70309 . PMID  10587648 . S2CID  25953096 .

Odkazy

 buněčného cyklu
Fáze
Mezifáze
M-fáze
Další fáze
Kontrolní body
Regulátoři
cykliny
  • A
  • B
  • D
  • E
  • F
Cyklin-dependentní kinázy
Ubikvitinové ligázy
Cdk inhibitory
  • Cip/Kip ( str . 21 , str . 27 , str . 57 )
  • INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 )
jiný
  • cdc2
  • Cdc25
  • cdc42
  • Protein predispozice buněčné apoptózy
  • E2F
  • faktor zrychlení zrání
  • Wee