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姚雪彪教授做客水木清华生命科学讲座

讲解细胞分裂过程中染色体分离的调控机制

  

 

  10月13日下午,生命科学联合中心承办的第46期“水木清华生命科学讲座系列”在清华大学医学科学楼举行。中国科学技术大学教授、安徽省细胞动力学与化学生物学重点实验室主任姚雪彪为师生们做了题为“Cell Division and Precision Regulation”的学术报告。报告由生命中心PI欧光朔主持。

  细胞分裂是重要的生命活动,包含在亲代染色体中的遗传物质信息通过纺缍体中心微管与动粒(kinetochore)/着丝粒(centromere)的动态协同作用完成向子代细胞的均等分配。动粒是组装在染色体着丝粒DNA上包含多达上百种蛋白质的复合体。有丝分裂中期染色体分离前,成对的姐妹染色单体需正确地朝向纺缍体的两极,该过程依赖于纺缍体中心微管与动粒的准确连接和精确调控。姚雪彪教授重点介绍了蛋白质翻译后修饰在该过程中的重要作用。

 

姚雪彪教授做学术报告

 

  着丝粒是调控真核细胞有丝分裂染色体稳定性与细胞质量控制的重要蛋白质机器,其动态组装与可塑性调控异常促进肿瘤的发生与发展过程。TIP60是一个调控真核细胞基因组稳定性的重要乙酰转移酶,但其如何维系真核细胞有丝分裂染色体稳定性尚不清楚。通过表型筛选化学小分子库,姚雪彪科研团队发掘了一个抑制着丝粒马达蛋白CENP-E的小分子抑制剂-syntelin。细胞动力学研究结果表明,syntelin抑制有丝分裂期细胞CENP-E活性、导致染色体排列错误。随后,他们发现排列错误的染色体着丝粒含有较高TIP60乙酰转移酶活性及较高的Aurora B激酶活性以致排列错误的有效纠正。通过蛋白质组学、比较基因组学的手段,他们发现乙酰转移酶TIP60/KAT5的磷酸化及Aurora B的乙酰化。后续研究表明TIP60/KAT5通过乙酰化修饰Aurora B 215位的赖氨酸,从而抑制磷酸酶PP2A对T232位的去磷酸化,维持Aurora B的活性。同时TIP60/KAT5的定位受Mps1/Ndc80蛋白调控,其活性依赖经典的细胞周期蛋白激酶CDK1对90位丝氨酸的磷酸化修饰。同样,基于蛋白质组学的结果,课题组发现了一系列TIP60/KAT5的重要底物,其参与有丝分裂染色体可塑性的精准调控。他们的研究揭示了细胞有丝分裂主控激酶CDK1通过磷酸化TIP60,提高了TIP60在有丝分裂前中期的乙酰转移酶活性。而TIP60可以定位到未排列好的染色体的着丝粒区域,促进Aurora B激酶对错误动点-微管连接的纠正,从而保证了姐妹染色单体的正确分离与染色体稳定性。姚雪彪教授的报告拓展了大家对细胞分裂,染色体分离调控机制的崭新认识。

 

 

讲座现场同学认真聆听

 

  报告结束后,老师和同学们踊跃提问,围绕着众多问题展开热烈讨论,比如CDK1的磷酸化作用如何激活TIP60?TIP60在细胞周期其他阶段是否发挥功能?TIP60的靶作用位点是否有一定规律?以及TIP60对RAN在细胞核内的功能是否有影响?姚雪彪一一给予了细致耐心的解答,讲座在热烈的氛围中圆满结束。


人物简介:


  姚雪彪博士,1995年获美国加州大学伯克利分校细胞分子生物学博士, 1998年入选首批教育部“长江计划”特聘教授计划。1999年入选国家自然科学基金委“杰出青年基金”。现为中国科学技术大学教授,安徽省细胞动力学与化学生物学重点实验室主任。作为项目首席科学家主持了973 项目“调控细胞增殖重要蛋白质作用网络的研究”(2002-2008)。现为教育部“长江计划”创新团队负责人、国家自然科学基金委“创新群体”负责人。担任国际期刊《J. Biol. Chem.》、《Cell Discovery》、《Cell Res.》编委,美国Keystone Symposium SAB member。获得多项研究奖,其中包括2015年的“国家自然科学二等奖”。

  姚雪彪博士主要致力于细胞有丝分裂的机制研究。细胞有丝分裂是重要的生命活动,包含在染色体中的父代遗传信息通过纺锤体丝与染色体着丝粒的协同作用来完成向子代细胞的均等传送,其精准调控是细胞健康的保证。细胞有丝分裂调控缺陷是肿瘤发生的关键步骤。在过去的十几年中,姚雪彪博士领导的科研团队发现了细胞有丝分裂精准调控的生化通路与其作用机理。根据这些研究成果,姚雪彪博士还研发出针对着丝粒马达蛋白CENP-E的新型小分子抑制剂syntelin,其在部分肿瘤治疗中具有较好的疗效。

 
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