Centrosome Separation
Niels Mailand<, Claudia Lukas, Brett K. Kaiser, Peter K. Jackson, Jiri Bartek and Jiri Lukas Deregulated human Cdc14A phosphatase disrupts centrosome separation and chromosome segregation nature cell biology Published online: 18 March 2002, DOI:10.1038/ncb777 april 2002 volume 4 issue 4 pp 318 - 322
(Рис.1.) \| Human cells exposed to ectopic Cdc14A phosphatase undergo aberrant mitosis. (Рис.2.) \| Cdc14A localizes on centrosomes during interphase and undergoes dynamic exchange independent of microtubules. (Рис.3.) \| A nuclear export signal (NES) prevents sequestration of Cdc14A in the nucleoli and facilitates its localization with centrosomes. (Рис.4.) \| Cdc14A regulates centrosome splitting.	У млекопитающих разные гены кодируют два члена семейства Cdc14, Cdc14A и Cdc14B (ref. 1). Для изучения Cdc14 phosphatases во время клеточного цикла получены производные линии клеток U-2-OS которые при определенных условиях экспрессируют Cdc14A и Cdc14B tetracycline-репрессивным образом (Рис. 1a). Было установлено, что как эндогенный, так и эктопический Cdc14A белки располагаются в цитозоле и взаимодействуют с интерфазным MTOCs, в виде паттерна, характерного для центросомных регуляторов(Рис. 2). Показано, что воздействие leptomycin B (LMB), ингибитором chromosomal region maintenance (CRM1)-зависимого ядерного экспорта, вызывает перераспределние большей части Cdc14A из цитозоля в ядрышки (Рис. 3). Показано, что сигнал NES является предварительным условием для собственно локализации Cdc14A, но специфический сигнал локализации центросом сложен и в нем участвуют и N- и C-термирнальные части NES. Следовательно, Cdc14 phosphatases человека м. регулироваться за счет периодической секвестрации в ядрышках. Но эндогенная (как и эктопическая) дикого типа Cdc14A в фиксированных клетках и GFP–Cdc14A в живых клетках всегад локализуется в центросомах и никогда в ядрышках. Как таковая, Cdc14A по-видимому, вовлекается в активный механизм ядерного экспорта, который предупреждает ее секвестрацию в ядрышках и инактивацию. Генерация множественных полюсов сопровождается продукцией нескольких функциональных митотических веретен (Рис. 4 и Supplementary Information, Fig. S1, а также Supplementary Information, Movie 1). Митотические дефекты, индуцируемые повышением уровня Cdc14A не являются следствием аномального выхода из митоза или предшествующего клеточного цикла, а обусловлены интерференцией с физиологическими механизмами, ограничивающими дупликацию центросом одним раундом. Изучали последствия подавления эндогенного Cdc14A. Большинство наблюдаемых митотических аномалий приходится на образование двуядерных клеток и связано с попыткой абортивной анафазы (см Supplementary Information, Movie 2); и неспособностью подвергаться цитоплазматической abscission (см. Supplementary Information, Movie 3). Неспособность осуществить продуктинвый митоз в Cdc14A-deprived клетках м.б. ассоциирован с отсутствием разделения центросом (Рис. 4d). Итак, установлено, что Cdc14A phosphatase человека взаимодействует с интерфазными хромосомами и что это взаимодействие не зависит от микротрубочек и Cdc14A фосфатазной активности, но нуждается в активном ядерном экспорте. Разрушение nuclear export signal (NES) ведет к тому, что Cdc14A остается локализованной в ядрышках, которые в ненарушенных клетках избирательно содержат Cdc14B. Обусловленная избыточная продукция Cdc14A, но не ее phosphatase-dead или NES-дефицитные мутанты, или Cdc14B, вызывает преждевременное расщепление центросом и формирование добавочных митотических веретен. Напротив, подавление эндогенной Cdc14A с помощью коротких RNA duplexes (siRNA) индуцирует митотические дефекты, включая нарушение разделения центросом и неспособность осуществлять продуктивный цитокинез. Следовательно, как избыточная экспрессия, так и подавление Cdc14A вызывает аномальное расхождение хромосом в дочерние клетки. Следовательно, Cdc14A является физиологическим регулятором цикла удвоения центросом, нарушение которого ведет к геномной нестабильности в клетках млекопитающих. Динамика взаимодействия Cdc14A с центросомами помогает генерировать баланс между хромосомными событиями фосфорилирования и дефосфорилирования, которые контролируют важные регуляторные процессы, такие как кохезия центросом и разделение центросом. Интересно, что антителами обусловленная нейтрализация или избыточная экспресся укороченной формы C-Nap1, регулятора кохезии ценросом, выщзывает преждевременное расщепление хромосом, сходное с тем, что наблюдается в клеткаъх с нарушением регуляции Cdc14A. Предполагается, что анеуплоидия, по крайней мере при некоторых, опухолях человека м. обусловливаться нарушениями функции ценросом.

У млекопитающих разные гены кодируют два члена семейства Cdc14, Cdc14A и Cdc14B (ref. 1). Для изучения Cdc14 phosphatases во время клеточного цикла получены производные линии клеток U-2-OS которые при определенных условиях экспрессируют Cdc14A и Cdc14B tetracycline-репрессивным образом (Рис. 1a).

Было установлено, что как эндогенный, так и эктопический Cdc14A белки располагаются в цитозоле и взаимодействуют с интерфазным MTOCs, в виде паттерна, характерного для центросомных регуляторов(Рис. 2).

Показано, что воздействие leptomycin B (LMB), ингибитором chromosomal region maintenance (CRM1)-зависимого ядерного экспорта, вызывает перераспределние большей части Cdc14A из цитозоля в ядрышки (Рис. 3). Показано, что сигнал NES является предварительным условием для собственно локализации Cdc14A, но специфический сигнал локализации центросом сложен и в нем участвуют и N- и C-термирнальные части NES.

Следовательно, Cdc14 phosphatases человека м. регулироваться за счет периодической секвестрации в ядрышках. Но эндогенная (как и эктопическая) дикого типа Cdc14A в фиксированных клетках и GFP–Cdc14A в живых клетках всегад локализуется в центросомах и никогда в ядрышках. Как таковая, Cdc14A по-видимому, вовлекается в активный механизм ядерного экспорта, который предупреждает ее секвестрацию в ядрышках и инактивацию. Генерация множественных полюсов сопровождается продукцией нескольких функциональных митотических веретен (Рис. 4 и Supplementary Information, Fig. S1, а также Supplementary Information, Movie 1). Митотические дефекты, индуцируемые повышением уровня Cdc14A не являются следствием аномального выхода из митоза или предшествующего клеточного цикла, а обусловлены интерференцией с физиологическими механизмами, ограничивающими дупликацию центросом одним раундом.

Изучали последствия подавления эндогенного Cdc14A. Большинство наблюдаемых митотических аномалий приходится на образование двуядерных клеток и связано с попыткой абортивной анафазы (см Supplementary Information, Movie 2); и неспособностью подвергаться цитоплазматической abscission (см. Supplementary Information, Movie 3). Неспособность осуществить продуктинвый митоз в Cdc14A-deprived клетках м.б. ассоциирован с отсутствием разделения центросом (Рис. 4d).

Итак, установлено, что Cdc14A phosphatase человека взаимодействует с интерфазными хромосомами и что это взаимодействие не зависит от микротрубочек и Cdc14A фосфатазной активности, но нуждается в активном ядерном экспорте. Разрушение nuclear export signal (NES) ведет к тому, что Cdc14A остается локализованной в ядрышках, которые в ненарушенных клетках избирательно содержат Cdc14B. Обусловленная избыточная продукция Cdc14A, но не ее phosphatase-dead или NES-дефицитные мутанты, или Cdc14B, вызывает преждевременное расщепление центросом и формирование добавочных митотических веретен. Напротив, подавление эндогенной Cdc14A с помощью коротких RNA duplexes (siRNA) индуцирует митотические дефекты, включая нарушение разделения центросом и неспособность осуществлять продуктивный цитокинез. Следовательно, как избыточная экспрессия, так и подавление Cdc14A вызывает аномальное расхождение хромосом в дочерние клетки. Следовательно, Cdc14A является физиологическим регулятором цикла удвоения центросом, нарушение которого ведет к геномной нестабильности в клетках млекопитающих.

Динамика взаимодействия Cdc14A с центросомами помогает генерировать баланс между хромосомными событиями фосфорилирования и дефосфорилирования, которые контролируют важные регуляторные процессы, такие как кохезия центросом и разделение центросом. Интересно, что антителами обусловленная нейтрализация или избыточная экспресся укороченной формы C-Nap1, регулятора кохезии ценросом, выщзывает преждевременное расщепление хромосом, сходное с тем, что наблюдается в клеткаъх с нарушением регуляции Cdc14A. Предполагается, что анеуплоидия, по крайней мере при некоторых, опухолях человека м. обусловливаться нарушениями функции ценросом.