李国红研究团队在着丝粒装配调控机制研究上获得重要进展

    有丝分裂是细胞生长和发育的重要过程，染色体的准确分离是其中最为关键的事件之一。着丝粒是染色体上一个特殊的区域，是纺锤丝的附着点和姊妹染色单体之间的结合点,在保证同源染色体的精确分离和传递过程中发挥着至关重要的作用。如果着丝粒装配出现问题,会使子代细胞中染色体出现异常,是导致胎儿发育异常和流产的主要原因。此外，染色体异常也会导致肿瘤产生。着丝点蛋白Ａ（centromere protein A，CENP-A）是一种组蛋白Ｈ３的变体，通过和H2A、H2B和H4形成特殊核小体而成为染色体分离的基础。CENP-A与组蛋白Ｈ３的同源性主要表现在羧基端组蛋白折叠域上，而其中的CENP-A着丝粒靶向结构域(CATD)对于CENP-A 的着丝点定位和功能是必需的。作为CENP-A 的分子伴侣，HJURP 能特异识别CENP-A 的CATD 区域，并把新合成的CENP-A装配到染色体上，从而保证染色体的正确分离。目前，对CENP-A装配到着丝粒的动态调控机制研究界仍然知之甚少，这也是该领域亟待解决的重要前沿科学问题。

　　中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室李国红研究员领导的研究团队研究发现，CENP-A 的第68 位丝氨酸对于CENP-A 正确装配到着丝粒上发挥重要作用。研究表明，有丝分裂早期Cdk1磷酸化CENP-A 的第68 位丝氨酸，该点磷酸化破坏了CENP-A 与HJURP 的结合，这样就阻止了有丝分裂退出期间CENP-A 过早地装配到染色体上。因为Cdk1活性在丝分裂退出期间是最小的， Cdk1/PP1a活性变化有利于CENP-A 的第68 位丝氨酸去磷酸化，这使HJURP介导CENP-A的着丝粒装配成为可能，从而完成了着丝粒区域染色质在子代细胞中的精确维持。该项研究深入解析了CENP-A丝氨酸68位动态磷酸化与其细胞周期依赖性的着丝粒装配存在和谐的联系，为我们进一步理解着丝粒表观遗传学调控提供了新视角。研究成果“Dynamic Phosphorylation of CENP-A at Ser68 Orchestrates Its Cell-Cycle-Dependent Deposition at Centromeres（丝氨酸68位动态磷酸化和谐地调控CENP-A细胞周期依赖性的着丝粒装配）”，在线发表于2014年12月31日的Developmental Cell（发育细胞）杂志上。同时，斯坦福大学的Aaron Straight教授为此文撰写了题为“Regulation the timing of CENP-A Nucleosome Assembly by Phosphorylation”的视点评论。此外，文章也被F1000prime推荐为“杰出”级论文。

　　该研究得到国家自然科学基金重大研究计划“细胞编程与重编程的表观遗传机制”培育项目和重点支持项目（91219202，91019007）等的长期资助。

图例：CENP-A 丝氨酸68位的可逆磷酸化调控HJURP介导的CENP-A装配机制