Tomoya S Kitajima, Takeshi Sakuno, Kei-ichiro Ishiguro, Shun-ichiro Iemura, Tohru Natsume, Shigehiro A Kawashima & Yoshinori Watanabe
Shugoshin collaborates with protein phosphatase 2A to protect cohesin
Nature, 441, 46-52
doi:10.1038/nature04663
Christian G Riedel, Vittorio L Katis, Yuki Katou Yuki Katou, Saori Mori, Takehiko Itoh, Wolfgang Helmhart, Marta Ga'lova', Mark Petronczki, Juraj Gregan, Bulent Cetin, Ingrid Mudrak, Egon Ogris, Karl Mechtler, Laurence Pelletier, Frank Buchholz, Katsuhiko Shirahige & Kim Nasmyth
Protein phosphatase 2A protects centromeric sister chromatid cohesion during meiosis I
Nature, 441, 53-61 doi:10.1038/nature04664
В митозе и мейозе сестринские хроматиды соединяются вместе с помощью кольцеобразного cohesin комплекса. Центромеры хромосом собирают комплексы кинетохор, которые обеспечивают взаимодействие с микротрубочками веретена. В то время как cohesins отсоединяются от хромосомных плеч рано в митозе, а cohesin вокруг центромеры исчезает значительно позже, в анафазе, благодаря расщеплению когезина с помощью протеазы separase. Персистенция центромерного когезина нуждается в семействе белков, локализованных на кинетохорах, наз. shugoshins. В двух исследованиях Riedel et al. и Kitajima et al. in Nature было показано, что shugoshin (Sgo) рекрутирует на центромеру субтип protein phosphatase 2A (PP2A), защищая тем самым cohesin от деградации. Дальнейшее исследование Brar et al. проверяло, может ли фосфорилирование мейотической специфической субъединицы cohesin регулировать потерю слипчивости центромер.
Riedel et al. и Kitajima et al. показали, что PP2A очищается совместно с Sgo во время мейоза у S. cerevisiae, S. pombe и в клетках человека HeLa. PP2A является гетеротримерным комплексом, состоящим из A (scaffold), B (regulatory) и C (catalytic) субъединиц. Sgo взаимодействует с PP2A, которая содержит B' типа регуляторную субъединицу. В самом деле, B' субъединицы преимущественно локализуются на центросомах с Sgo белками, тогда как др. PP2A субъединицы располагаются в др. частях клетки. Уменьшение уровней PP2A белка у дрожжей или в клетках HeLa увеличивает частоту случайного расхождения хроматид. Kitajima et al. показали, что субъединица cohesin SA2 человека дефосфорилируется, когда связана с хроматином, тогда как свободная SA2 остается фосфорилированной. Более того, очищенный Sgo человека может противодействовать фосфорилированию SA2. Обе группы выявили, как прикрепление PP2A к хромосомам препятствует удалению cohesins и ведет к их дефосфорилированию. Всё это указывает на то, что главной функцией shugoshin является рекрутирование PP2A на центросомы, где они дефосфорилируют cohesin делая возможным своевременное расхождение хроматид.
Работа Brar et al., опубликованная online in Nature, исследует. может ли фосфорилирование cohesin вносить вклад в потерю cohesin центросомами во время митозов, исходя из данных, показавших, что Polo-подобная киназа Cdc5 необходима для отщепления cohesin субъединицы Rec8 и, следовательно, для сегрегации хромосом. Авт. установили предположительные места фосфорилирования cohesin и вызывали их мутации. Лишь одна мутация из множественный сайтов задерживала профазу мейоза I. Неожиданно, Brar et al. установили, что делеция Spo11, гена, необходимого для создания разрывов двойной нити и следовательно, для мейотической рекомбинации, устраняет потребность в фосфорилировании cohesin. Т.о., фосфорилирование Rec8 является важным в основном для первого мейотического деления, тогда как рекомбинация во втором мейотическом делении является существенной для замалчивания checkpoints веретена и своевременного удаления cohesins.
Эти исследования показали, как Sgo рекрутирует PP2A на центросомы, так чтобы редуцировать фосфорилирование, расщепление и удаление cohesin. Фосфорилирование Cohesin является менее важным для его удаления во время второго мейотического деления, когда происходит рекомбинация.
