Curr Biol | RhoGEF和Anillin蛋白调控septin结构重塑的作用机制

，肖可

美国宾夕法尼亚大学医学院的毕教授(博士)揭示了酵母中septin结构重塑过程的调控机制。相关的研究发表在2020年3月19日的《当代生物学》上本论文的第一作者是课题组博士后陈·和王·。

细胞分裂是维持个体正常生长发育的基本细胞生物学过程

仅包括两部分:有丝分裂和胞质分裂

真核细胞通过有丝分裂将细胞核中的染色体分成两个子核，而伴随细胞核分裂的胞质分裂将细胞质、细胞器和细胞膜等细胞结构分布到子细胞中。

染色体和细胞器从母细胞到子细胞的分布和迁移主要依赖于细胞中的细胞骨架蛋白:微管、微丝，也称为肌动蛋白丝、中间丝和隔膜蛋白

七肽是一类保守的GTP结合蛋白。这些蛋白质通过形成杆状异寡聚体重新聚合形成丝状结构，这可以进一步形成更高度有序的结构，例如环、沙漏和纱布

塞普汀通常用作细胞支架或细胞中的扩散屏障。它的功能不仅局限于细胞质分离，而且在细胞极性生长、细胞迁移、纤毛形成、神经元树突形态形成和精子形成中也起着关键作用

在胞质分裂过程中，隔膜将从滴状结构转变为双环结构(简称HDR)

是一个触发肌动蛋白收缩的过程，从而促进细胞分裂的完成。然而，这种从滴状结构到双环结构的重塑机制在所有物种中都缺乏深入的研究。

宾西法尼亚大学医学院毕尔菲教授的研究小组使用旋转圆盘共聚焦显微镜、瞬时超分辨率成像系统、铂复制电子显微术和免疫胶体金标记揭示了酵母中septin结构重塑过程的调节机制。相关研究发表在2020年3月的《当代生物学》在线版上。

本研究用铂反射电镜观察了细胞内隔膜从滴状形态到双环形态的超微结构变化。

首次在细胞中揭示了由成对的丝状隔膜过滤器形成的滴落状结构首先形成过渡的滴落状隔膜结构(该过渡结构从中间到两侧依次分为两个区域:中间区域<中间区域>和中间区域<中间区域>和中间区域<中间区域>和中间区域<中间区域>和中间区域。它由成对的丝状隔膜和外层区组成。它由成对的细丝和单丝组成。两种塞普汀形成的网状结构)并最终在中间区域解聚塞普汀，并通过再聚合在原过渡滴注塞普汀的外部区域形成成熟的双环结构因此，

表明，在septin的结构改造过程中，过渡结构外部区域的稳定性是septin自行车形成的基础

bi教授提出了“空间线索”猜想，即存在一种网状结构，其中某些蛋白质或某些类型的蛋白质稳定了过渡滴状隔膜的外层区域，从而保证了自行车的正确形成。对

的研究发现，酵母中的rhogef (rhofamily鸟嘌呤核交换因子)蛋白Bud3和苯胺样蛋白Bud4位于细胞周期的S/G2期隔膜滴状结构的外层区域。直到赛普汀完成HDR结构改造，并与赛普汀自行车共同定位酵母细胞子代和母细胞之间的细胞分裂点对

的进一步研究表明，BUD3和BUD4的敲除，以及两种类型蛋白质不同结构域的靶向基因组敲除，都导致了septin自行车结构的不同程度的缺陷。

因此得出结论，在隔膜重塑过程中，Bud3稳定了隔膜外部区域的单丝结构，而Bud4加强了成对丝状纤维和网状结构中的单丝隔膜之间的相互作用

本研究首次以酵母为模型揭示了在septin从滴状结构到双环结构的重塑过程中，存在一种“双分配”过渡滴状结构。同时，RhoGEF蛋白Bud3和苯胺样蛋白Bud4首次被发现是“空间线索”在septin重构过程中的关键作用。

本研究为理解septins在细胞分裂中的重要作用提供了新的参考和依据，为进一步理解RhoGEF和Anillin蛋白的功能提供了新的研究基础

纸张信息:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.02.023

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