梁前进教授课题组发现通过稳定着丝粒结构而保障基因组稳定的纺锤体蛋白

来源：北京师范大学

细胞中染色体的均衡分离是保持正常细胞增殖、个体发育和遗传的基础。抗性基因与分子发育北京市重点实验室梁前进教授课题组发现了一种纺锤体INMAP，对其在细胞增殖中染色体分离和胞质分裂等方面的重要功能进行了持续研究。研究发现，INMAP在细胞有丝分裂间期散布在细胞核中，但以功能性集结的方式呈动态存在，而在有丝分裂的前、中、后期沿纺锤体微管呈结合状态，保障纺锤体组装、均衡二极结构和适时的伸缩行为等。干扰INMAP的基因表达，导致纺锤体结构紊乱，染色体向细胞的多极分离，因而基因组稳定性受到严重破坏；与之相应，细胞质分裂与染色体分离的偶联关系被打破。在分裂后期、末期及未完成胞质分裂的细胞中央（纺锤体中体，中间区）聚集着高密度的INMAP蛋白。均衡分裂细胞的命运是癌化或凋亡等。

系列的蛋白质互作研究包括免疫共沉淀（Co-IP）、免疫沉降（Pull-down）、免疫荧光共定位（Co-IIP)和酵母双杂交（Yeast double-hybridization）等。先后发现INMAP与抑癌蛋白P53、P21，纺锤体蛋白NuMA，微管形成中心核心分子 γ -tubulin和与纺锤体微管稳定捕捉染色体动粒密切关联的着丝粒蛋白CENP-B等互作。

如果染色体的着丝粒不完整或结构不稳定，基于着丝粒外侧的动粒与纺锤体微管的联动力就难以保障，不平衡的牵引力会造成染色体不均衡分离。该实验室将INMAP通过可控的基因沉默方式实现低水平表达，发现INMAP可能通过封锁CENP-B的蛋白酶切位点，保障其稳定性。CENP-B以其C端功能域形成双球状同源二聚体，以其N端功能域结合染色质DNA，在着丝粒中形成稳定的DNA-蛋白复合体。INMAP的基因沉默引起CENP-B断裂，丢掉20 kd的DNA结合域，造成着丝粒松解，影响染色体分离的动力调控，这可能是INMAP水平变化产生效应的途径。该研究室在免疫荧光实验中看到了有趣的月晕（lunar halo）状结构，称为着丝粒风圈（centromere halo, C-halo）。

深入研究表明，INMAP是RNA聚合酶III大亚基PolR3B的一个C端片段，但有其独立的转录本；INMAP的功能途径处于P53/P21和AP-1信号通路中；失衡的INMAP水平造成细胞DNA损伤、裸鼠移植瘤坏死等，预示其在肿瘤等研究中的重要价值。

目前，INMAP相关研究已经发表论文5篇，2009年发表于Experimental Cell Research第315期，题为：Identification and characterization of INMAP, a novel interphase nucleus and mitotic apparatus protein that is involved in spindle formation and cell cycle progression；2013年发表于Mol Cell Biochem第374期，题为INMAP, a novel truncated version of POLR3B, represses AP-1 and p53 transcriptional activity；2014年3月发表于PLoS ONE，题为：A Regulatory Effect of INMAP on Centromere Proteins:Antisense INMAP Induces CENP-B Variation and Centromeric Halo；2014年发表于《科技导报》32期，题为：利用多克隆抗体检测纺锤体蛋白基因INMAP在肝癌细胞中的表达，INMAP与着丝粒稳定性相关的研究模型被《科技导报》采纳为封面图片，并作为重点报道。最新的研究已经被PLoS ONE接收，题为INMAP Overexpression Inhibits Cell Proliferation, Induces Genomic Instability and Functions through p53/p21 Pathways，预计14年12月或15年初刊出。

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