Помощь1
| Помощь1 | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Организм | |
| Символ | SPAC2F7.03c |
| Входить | 2541889 |
Pom1 представляет собой полярную протеинкиназу делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe ( S. pombe ), которая локализуется на концах клеток и регулирует деление клеток. По мере удлинения клетки уровень Pom1 в середине снижается, что запускает митоз. [ 1 ]
Ген , pom1 кодирует белок длиной 1087 аминокислот с протеинкиназным доменом вероятно, расположенным на карбоксильном конце. [ 1 ] Pom1 регулирует сигнальный путь, который включает Cdk1 и, в конечном итоге, регулирует вход в митоз . [ 2 ] Клетки с мутантным pom1 образуют перегородку и зону роста, но демонстрируют множество аномалий, включая неправильное расположение или неправильную ориентацию перегородок, замену биполярного роста случайным ростом на одном конце или неправильную локализацию оси роста, приводящую к аномальному ветвлению. [ 1 ] [ 3 ]
Pom1 играет важную роль в дифференциации старого и нового конца клетки S. pombe . Нормальный рост клеток начинается сразу на старом конце клетки и задерживается на новом конце. [ 3 ] pom1 Мутанты демонстрируют немедленный рост на обоих концах. Поскольку было показано, что Pom1 высоко сконцентрирован на новом конце и почти отсутствует на старом конце, он, наряду с другими факторами, является частью ингибирующего сигнала, который предотвращает немедленный рост с нового конца. [ 1 ] Сверхэкспрессия Pom1 также может привести к образованию новых концов роста. [ 3 ]
Pom1 является относительно уникальной протеинкиназой , поскольку ее ближайший гомолог у S. pombe идентичен только на 55%. Гомологи в других организмах включают Dyrk у крыс, Dyrk2 и Dyrk3 у человека, Yak1p у S. cerevisiae , [ 4 ] и минимозг у дрозофилы и человека. [ 1 ] [ 5 ]
Локализация клеток
[ редактировать ]Во время интерфазы Pom1 располагается по всей клетке, включая медиальные кортикальные узлы. Локализация Pom1 к полюсам во время деления клеток регулируется Tea1 и Tea2. [ 6 ] [ 7 ] В отсутствие Tea1 и Tea2 Pom1 сохраняет свою киназную активность, но не локализуется на концах клетки. [ 3 ] [ 7 ] Микротрубочки также помогают локализовать Pom1 в клетке, поскольку было показано, что делокализация Pom1 является результатом разборки микротрубочек . [ 1 ] Структурно как каталитические, так и некаталитические области Pom1 необходимы для локализации концов клетки. [ 3 ]
Белки Cdr2, Cdr1, Wee1 , Mid1 и Blt1 также расположены в медиальном узле во время интерфазы и, как полагают, являются частью сигнального пути входа в митоз. [ 2 ] [ 8 ] Локализация Cdr2 в середине клетки регулируется экспрессией Pom1 и других сигналов, поскольку мутанты pom1 позволяют Cdr2 диффундировать из локализации медиального узла в половину клетки. [ 2 ]
Размер ячейки и пространственный градиент
[ редактировать ]
Pom1 образует пространственный градиент по мере удлинения клеток на протяжении фазы G2 . [ 2 ] На рисунке 1 в мультяшной форме показан градиент Pom1 (показан темной штриховкой) сначала на относительно небольшой клетке во время интерфазы , а затем на удлиненной клетке, проходящей через фазу G2 . По мере удлинения клеток концентрация Pom1 достигает максимума на двух полюсах и снижается к центру клетки. Cdr2 считывает уменьшающийся ингибирующий сигнал из градиента концентрации Pom1 и активирует Cdr1 и Blt1, которые были локализованы в медиальном узле из-за рекрутирования Cdr2. [ 2 ] Cdr1 затем фосфорилирует и ингибирует Wee1 , который также рекрутируется в медиальный узел благодаря присутствию Cdr2. [ 2 ] Фосфорилированный Wee1 позволяет Cdc25 дефосфорилировать Cdk1 и переводить клетку в митоз . [ 2 ] На рис. 2 изображен упрощенный сигнальный путь для зависящего от размера входа в митозу, основанный на этой модели. Ингибирование Wee1 непосредственно Cdr2, показанное пунктирной линией, еще не подтверждено.
Тесты модели Pom1
[ редактировать ]
Было показано, что Pom1, меченный GFP, создает градиент в удлиненных клетках, как показано на рисунке 1. Согласно рисунку 2, снижение Pom1 в месте расположения Cdr2 в медиальном узле снижает ингибирование Cdr2. В подтверждение взаимодействия этой модели результаты показывают, что клетки с делокализованным Pom1, которые сохраняют полную киназную активность от мутантов tea1, задерживают вход в митоз. Вероятно, это связано с продолжающимся ингибированием Cdr2. [ 2 ] Дальнейшие эксперименты, которые эктопически локализовали Pom1 по всей коре головного мозга, также показали задержку входа в митоз, эквивалентную нокдауну cdr2 , что еще раз указывает на то, что Pom1 ингибирует Cdr2, а поскольку Pom1 уменьшается по мере удлинения клеток, Cdr2 начинает сигнальный путь для ингибирования Wee1 и в конечном итоге вступает в митоз . [ 2 ]
Будущие исследования
[ редактировать ]Остается неясным, ингибирует ли Cdr2 Wee1 напрямую или действует только опосредованно через Cdr1 или другие киназы . Более того, Blt1, также локализованный в медиальном узле, может играть роль в регуляции входа в митоз. Мутанты Blt1 демонстрируют увеличенную длину, что соответствует отсроченному входу в митоз. [ 2 ] Хотя в настоящее время это не подтверждено, предполагается, что Blt1 действует путем ингибирования Wee1 . [ 2 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Бахлер Дж. и Прингл Дж. Р. «Pom1p, протеинкиназа делящихся дрожжей, которая предоставляет информацию о положении как для поляризованного роста, так и для цитокинеза». Гены и развитие 12, 1356-1370 (1998).
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Мозли Дж. Б., Майе А., Паолетти А. и Нерс П. «Пространственный градиент координирует размер клеток и вход в митозу у делящихся дрожжей». Природа 459, 857-861 (2009).
- ^ Jump up to: а б с д и Бахлер Дж. и Нерс П. «Активность киназы Pom1p делящихся дрожжей регулируется клеточным циклом и необходима для клеточной симметрии во время роста и деления». Журнал EMBO 20, 1064–1073 (2001).
- ^ Соуза, Г.М., Лу, С. и Куспа, А. «YakA, протеинкиназа, необходимая для перехода от роста к развитию у Dictyostelium. Развитие 125, 2291-2302 (1998).
- ^ Техедор Ф., Чжу XR, Кальтенбах Э., Акерманн А., Бауманн А., Канал И., Гейзенберг М., Фишбах К.Ф. и Понгс О. «Минимозг: новый белок Семейство киназ, участвующих в постэмбриональном нейрогенезе у дрозофилы. Нейрон 14, 287-301 (1995).
- ^ Браунинг Х., Хейлс Дж., Мата Дж., Авелин Л., Нерс П. и Макинтош Дж. Р. «Tea2p представляет собой кинезинподобный белок, необходимый для генерации поляризованного роста делящихся дрожжей». Журнал клеточной биологии 151,15-27 (2000).
- ^ Jump up to: а б Беренс Р. и Нерс П. «Роль чая делящихся дрожжей в локализации факторов полярности и в организации микротрубчатого цитоскелета». Журнал клеточной биологии 157, 783-793 (2002).
- ^ Моррелл, Дж. Л., Николс, CB, и Гулд, К. Л. «Киназа семейства GIN4, Cdr2p, действует независимо от септинов в делящихся дрожжах. Журнал клеточной науки 117, 5293-5302 (2004).