探秘细胞分裂关键蛋白 Bubin：守护染色体分离的 “忠诚卫士”

为阐明染色体乘客复合体（CPC）动态定位到着丝粒的结构基础，研究人员开展对新蛋白 Bubin 的研究。发现 Bubin 可调节 Aurora B 和 Bub1 激酶，影响 CPC 定位与染色体分离，为细胞分裂机制研究提供新视角。

　　着丝粒（kinetochore）是真核生物中在每个着丝点处组装的超分子复合体，它作为纺锤体微管的附着点，在有丝分裂期间确保染色体准确分离。着丝粒的组装以及与纺锤体微管的附着，都需要染色体乘客复合体（CPC，由 Aurora B、Borealin、内着丝粒蛋白（INCENP）和 Survivin 组成）的强大活性。尽管新发现细胞周期蛋白依赖性激酶 1（CDK1）–TIP60–Aurora B 信号轴在染色体准确分离中发挥作用，但 CPC 动态定位到着丝粒的结构基础尚未完全阐明。
此次研究发现一种此前未被鉴定的蛋白 C17ORF47，它是 Aurora B 和 Bub1 激酶的新型调节因子，并将其命名为 Aurora B 和 Bub1 调节蛋白（Bubin）。研究发现，Bubin 在有丝分裂前中期和中期细胞中定位于着丝粒。通过仔细分析其在着丝粒上的相对位置，表明 Bubin 是一种着丝粒蛋白。有意思的是，免疫沉淀实验显示，Bubin 的 N 端能直接与 Aurora B 激酶、Borealin、Survivin 和 INCENP 相互作用，这意味着 Bubin 可能是 CPC 的重要调节因子。
在 HeLa 细胞中，利用小干扰 RNA 抑制 Bubin 后，有丝分裂指数增加，双极纺锤体形成出现缺陷，约 50% 抑制 Bubin 的细胞有 3 个或更多纺锤极。抑制 Bubin 还严重干扰了着丝粒与微管的附着以及染色体的准确分离，Bubin 缺失的细胞中，染色体要么无法达到中期对齐，要么出现有丝分裂纺锤体断裂。在这些细胞周期停滞的细胞中，常能观察到与有丝分裂灾难相关的细胞死亡。
从机制上讲，在缺乏 Bubin 的情况下，CPC 组件在着丝粒的定位会显著受损，但 KNL1 在着丝粒的分布不受影响，这表明 Bubin 对 CPC 在着丝粒的稳定定位具有选择性关键作用。令人惊讶的是，尽管 Aurora B 激酶从姐妹染色单体间的着丝粒上消失，姐妹着丝粒的黏连出现缺陷，但 INCENP 定位于着丝粒而非着丝点受 Bubin 缺失的影响较小。相反，通过 RNA 干扰抑制 Aurora B 和 Survivin，会使 Bubin 从着丝粒上脱离。此外，Bub1、Hec1 和单极纺锤体蛋白 1（Mps1）的激酶活性在 Bubin 的招募中发挥重要作用，而 CDK1 和 polo 样激酶 1（PLK1）则没有此作用。Mps1 的这一特性解释了 Hec1 对着丝粒定位 Bubin 的必要性，因为该激酶依赖 NDC80 复合体才能留在着丝粒上。总之，研究鉴定出一种新型着丝粒蛋白 Bubin，并揭示了 Bubin 与 CPC 之间的功能联系。