同济大学生命科学与技术学院康九红组朱颂成副教授发表论文---解析染色体精确分配关键蛋白BUB3的核定位机制

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2015年3月26日，生化领域国际著名杂志The Journal of Biological Chemistry （JBC）在线发表了同济大学生命科学学院康九红教授实验室朱颂成副教授的论文A Motif from K216 to K222 in Human BUB3 Is A Nuclear Localization Signal and Critical for BUB3 Function in Mitotic Checkpoint。该论文报道了染色体精确分配关键蛋白BUB3的细胞内定位机制。

有丝分裂和减数分裂过程中细胞建立所有染色体着丝粒和微管蛋白的连接，染色体被牵引排列到纺锤体赤道板上以实现染色体均等分离。这个精细的过程由有丝分裂监测点来调控和保证。有丝分裂监测点通路中的蛋白质组成信号传导网络，能够灵敏地检测每一个着丝粒是否连接到微管蛋白，哪怕只有一个着丝粒没有被连接到微管蛋白，有丝分裂监测点都会抑制有丝分裂进程，提供细胞以时间继续完成着丝粒的捕捉或修复错误，以此保证染色体精确均等地分离到子细胞中。有丝分裂监测点蛋白的定位和表达异常是导致非整倍体产生的主要原因；成体细胞中有丝分裂监测点异常会导致非整倍体子细胞的产生和癌症的发生，配子产生和卵裂过程中的有丝分裂监测点异常是导致多数常染色体三体或单体及胚胎流产的主要原因之一。

BUB3是有丝分裂监测点调控通路中的重要组成分子。BUB3首先定位到未被微管蛋白附着的着丝粒上，并为后续其它多个有丝分裂监测点蛋白定位到着丝粒以激活监测点信号传导所必需。在本论文研究发现，不同于其它有丝分裂监测点蛋白在有丝分裂前期由细胞浆进入细胞核，BUB3则在整个细胞周期中始终处于细胞核内。该研究鉴定了BUB3蛋白上一个含多个碱性和芳香氨基酸残基的区域是BUB3的核定位信号，这些氨基酸的突变导致BUB3不能在有丝分裂期进入细胞核，在有丝分裂期也不能有效定位到着丝粒上，BUB3和其它有丝分裂监测点蛋白的相互作用也受到该区域突变的影响，从而最终导致细胞失去监测点功能。这一研究结果对于进一步揭示有丝分裂和减数分裂中维持细胞染色体稳定性的分子机制具有一定的帮助。

该研究工作得到国家自然科学基金委项目、科技部973项目、科技部国际合作项目、教育部创新团队以及上海市科委项目的支持。

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