在細(xì)胞分裂過程中，染色體的正確分離對(duì)真核生物基因組完整性和生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。這一過程由紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)（Spindle assembly checkpoint，SAC）所監(jiān)控。SAC能夠感知染色體是否與紡錘體微管正確連接，當(dāng)連接尚未建立時(shí)，SAC被激活并停滯細(xì)胞周期。而當(dāng)染色體與微管成功連接后，SAC必須及時(shí)關(guān)閉，以使細(xì)胞周期得以順利進(jìn)行。

近日，我校林宏輝/鄧星光團(tuán)隊(duì)在Science Advances發(fā)表了題為Arabidopsis KNL1 Recruits Type One Protein Phosphatase to Kinetochores to Silence the Spindle Assembly Checkpoint的研究論文，該論文解析了植物SAC信號(hào)關(guān)閉的調(diào)控機(jī)制。

該團(tuán)隊(duì)此前的研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥動(dòng)粒支架蛋白KNL1進(jìn)化出了與動(dòng)物和真菌不同的結(jié)構(gòu)域，用于招募并激活SAC信號(hào)（PNAS 2024, 121: e2316583121）。在最新的研究中，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步揭示了KNL1通過招募I類蛋白磷酸酶（TOPPs）到動(dòng)粒上，來調(diào)控SAC的關(guān)閉。研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥KNL1蛋白N端保守的RVSF基序能夠與TOPP家族的所有成員發(fā)生相互作用。這一相互作用對(duì)于TOPPs在動(dòng)粒的定位以及SAC的關(guān)閉至關(guān)重要。當(dāng)KNL1與TOPP的互作被破壞時(shí)，SAC信號(hào)會(huì)持續(xù)激活，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在有絲分裂中期，進(jìn)而引發(fā)植物生長(zhǎng)發(fā)育的嚴(yán)重異常。

圖1. KNL1招募TOPPs到動(dòng)粒

圖2. 破壞KNL1與TOPPs互作導(dǎo)致有絲分裂停滯

該研究揭示了植物蛋白磷酸酶TOPPs通過移除動(dòng)粒上的SAC信號(hào)分子，從而關(guān)閉有絲分裂檢驗(yàn)點(diǎn)的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)不僅為植物SAC作用機(jī)制提供了新的理論依據(jù)，還為理解植物染色體穩(wěn)定性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新的視角。

四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生何穎為該論文第一作者，鄧星光副教授和林宏輝教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、四川省科學(xué)基金，以及四川大學(xué)科研基金等項(xiàng)目的資助。