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公共科学图书馆一号。2006; 1(1):e53。
2006年12月20日在线发布。 数字对象标识:10.1371/journal.pone.0000053
预防性维修识别码:项目经理1762334
PMID:17183683

人类细胞忠实染色体分离需要PIASγ

贝斯·沙利文,学术编辑

关联数据

补充资料

摘要

背景

中后期转换的精确性确保了稳定的遗传。纺锤体检查点阻止后期开始,直到最后一条染色体在中期板定向,然后姐妹染色单体之间的键被移除,分离的染色单体分离到纺锤体两极。但是,姐妹分离是如何触发的还不完全清楚。

主要调查结果

我们确定PIASγ是及时有效分离姐妹染色单体所需的人类E3 sumo连接酶。在缺乏PIASγ的细胞中,形成正常的中期板,但纺锤体检查点被激活,导致中期阻滞延长。即使通过耗尽hSgo1去除凝集素,姐妹染色单体仍然保持凝集,因为DNA链在着丝粒处持续存在。缺乏PIASγ的细胞不能在着丝粒或有丝分裂染色体的核心正确定位拓扑异构酶II,从而在PIASγ和拓扑异构酶II之间提供功能联系。

结论

PIASγ将拓扑异构酶II导向特定的染色体区域,这些区域需要在后期之前有效去除DNA链。这种活性的缺乏激活了纺锤体检查点,保护细胞不被分离。由于在缺乏凝集素的情况下,DNA连环在没有PIASγ的情况下持续存在,因此必须平行调节连环和凝集素环的去除。

介绍

姐妹染色单体之间的凝聚力必须从其建立之时起保持,再加上DNA复制,直到在后期早期迅速消除,使姐妹染色单体能分离,染色体能分离到每个子细胞。有人提出,内聚性取决于姐妹DNA复合体之间因复制而形成的连环[1]但后来的关键研究表明,染色单体分离需要蛋白质水解,这表明蛋白质“胶水”在物理上连接着每条染色体的染色单体[2][3]遗传适应性较低的真核生物的突变为该模型提供了支持[4]在芽殖酵母中发现了一种后期抑制剂Pds1[5][6]这种不稳定的蛋白质被发现是泛素连接酶的底物,它共价标记蛋白质进行蛋白酶体降解[7]虽然Pds1本身不与DNA结合,但它被证明是蛋白酶(Esp1)的一个重要调节器,可裂解所谓的黏着蛋白复合体的Rad21/Mcd1成分,该复合体将姐妹染色单体粘合在一起(参见[8]). 泛素连接酶,现在被称为后期促进复合物/环体(APC/C),是从蛤卵母细胞中纯化的[9]以包括酵母和青蛙在内的生物体为特征[10][11].

与蛋白水解触发中期-后期转变的模型一致,缺乏APC/C活性的酵母在中期停滞,生物定向染色体在纺锤体赤道正确排列,但无法分离其姐妹染色单体[12]在哺乳动物中,有效的姐妹染色单体分离也需要APC/C[13][14]但在高等真核生物中,后期启动的控制可能更为复杂,因为需要额外的机制来提高超大基因组分离的保真度。事实上,在爪蟾卵子提取系统牵涉到除APC/C以外的另一个因子,在染色单体分离的调节中。PIASγ的失活爪蟾鸡蛋提取物干扰染色单体分离[15][16],并且该E3 sumo连接酶显示为sumoylate拓扑异构酶II,并且在有丝分裂染色体的着丝粒处有底物[15][16]由于拓扑异构酶II是唯一一种能够去除姐妹染色单体之间连环的酶,这就为解链和染色单体分离提供了可能的联系。然而,酵母中PIASγ的同系物、sumoylate凝集素组分和其他已知的姐妹凝集调节物,如Pds5[17][19],除了拓扑异构酶II[20][21]因此,PIASγ的哪些关键底物对细胞有丝分裂很重要尚不清楚爪蟾和酵母。此外,哺乳动物相扑连接酶没有有丝分裂功能,据报道PIASγ阴性小鼠是可行的[22].

在这里,我们证明了人类PIASγ是及时后期发病和有效姐妹染色单体分离所必需的。也许是由于PIASγ缺失细胞中未能释放着丝粒内聚力,Aurora B和Mad2依赖性检查点被激活。这导致中期阻滞时间延长,在此期间,一些细胞中的几个染色体离开赤道中期板,但在着丝粒处保持粘连。当后期继续受到Aurora B的化学抑制时,姐妹染色单体的分离很少完全,这表明在没有PIASγ的情况下,内聚力的丧失有缺陷。我们表明,在没有PIASγ的情况下,可以从染色体上去除内聚蛋白,但DNA链仍然存在,并且可以提供一种内聚蛋白依赖的物理姐妹着丝粒结合,这种结合在细胞学上与正常染色体中的不可区分。最后,我们观察到PIASγ缺失细胞无法将拓扑异构酶II正确定位到着丝粒区域和有丝分裂染色体核心,从而在哺乳动物中提供了PIASγ和拓扑异构酶II之间的第一个功能连接。因此,PIASγ缺失细胞中DNA链的去除效率低下可能是检查点激活和凝聚力丧失缺陷的原因。

结果

PIASγ是人体细胞中及时出现后期所必需的

基于E3 sumo连接酶PIASγ有助于调节人类细胞姐妹分离的假设,我们试图测试PIASγ的缺失是否会干扰有丝分裂进程。我们设计了一个方案,允许在早期S期细胞周期同步的同时从HeLa细胞中去除PIASγ(图1A、 B类 ). 简单地说,将对照或PIASγ特异性siRNA添加到异步生长的HeLa细胞中,以30%的汇合度生长,6小时后去除siRNA,18小时后采用双胸腺嘧啶同步程序。释放后每2小时取样一次,并进行细胞学和生化分析。从早期S期释放后,控制处理和PIASγ特异性siRNA处理的细胞在~10小时后首次进入有丝分裂(图1C、 我 ). 虽然大多数对照细胞在14小时内达到随后的G1期,但PIASγsiRNA处理的细胞在有丝分裂中积累(~35%),并且在释放胸腺嘧啶阻断剂后24小时内,有丝分裂指数仍然很高(图1一、 J型 和数据未显示)。在这段时间内,细胞周期蛋白B和磷酸化组蛋白H3(PH3)的高水平也表现出这种有丝分裂延迟(图1C类 ). Western blot检测到有丝分裂细胞缺乏PIASγ蛋白,而间期细胞中检测到PIASγ蛋白质(图1B类 )表明在有丝分裂过程中积累的细胞与PIASγ蛋白被有效耗尽的细胞相同。对有丝分裂细胞的细胞学分析表明,大多数细胞的中期染色体排列与对照中期没有区别(图1D、 E类 ). 也就是说,染色体被组织成中期板排列,染色体的着丝粒区域具有明显的初级收缩。其中许多细胞在有丝分裂过程中一定经历了长时间的延迟,因为在稍后的时间点(18-24小时),它们显示出过浓缩的染色体,这是后期开始受阻的细胞的典型特征(图1F、 G公司 ). 同样,在以后的时间点,具有过缩染色体的类似细胞有几个染色体位于中期板之外(图1H(H) ). 用分离的姐妹染色单体观察到极少数缺乏PIASγ的细胞(图1J型 ). (关于PIASγ-缺失细胞的这些表型的更详细描述,请参见图S1S2系列这些数据表明,PIASγ是人类细胞从中期到后期过渡所必需的,因此表明有丝分裂底物的sumoylation是后期启动的关键组成部分。

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PIASγ缺失细胞中延长中期停滞和正确的染色体排列。

PIASγ耗尽HeLa细胞早期S期阻滞释放后的同步时间进程实验(RNA干扰)。

(A、 B类)PIASγ和Western blot分析(mit)耗尽方案 = 有丝分裂振荡;整数 = 剩余间期细胞;浴缸 = α-管蛋白)。(C类)当对照处理的细胞通过有丝分裂时,细胞周期蛋白B和磷酸化H3暂时达到峰值,而它们在PIASγ-B处理的细胞中积累(这些斑点来自mit+int细胞)。

Apc2和Smc3是加载控件。(D–G型)大多数缺乏PIASγ的细胞似乎在中期停滞,直到实验结束(达到有丝分裂后约12小时)。

因此,染色体逐渐过度浓缩(从D类G公司); 箭头表示每个排列中最大的中着丝粒染色体。

与诺卡唑阻止c-有丝分裂的细胞不同,缺乏PIASγ的细胞没有打开染色体臂。中期板的侧视图中可以明显看出染色体的正确排列(D、 如果)在极地视图中(E、 G公司).

在一些细胞中,一条或两条染色体从中期板上脱落(H(H)); 由于这些细胞通常表现出过度浓缩的染色体,并且由于这一阶段是在形成一个完整的中期板之后(见延时材料),我们将其描述为去浓缩中期。

有关PIASγ和对照处理细胞的详细细胞学比较,请参见图S1.

(I–K型)细胞在中期逐渐积累()PIASγ缺失后(每个时间点1000个细胞得分)。

中的阴影区域一、 J型显示控制有丝分裂波。(J型)后期/末期指数——大多数缺乏PIASγ的细胞未能启动后期。(K(K))对照治疗后,诺康唑存在下c-有丝分裂中的积累或早期S期PIASγ缺失和细胞周期同步。

一些缺乏PIASγ的细胞未能达到有丝分裂,这表明16小时后仅有~50%的c-有丝分裂物积累,而对照处理的样品中超过90%,这表明PIASγ可能也在间期中发挥作用(参见图S2).

中期平板在没有PIASγ的情况下正常形成,但染色体可以离开平板

PIASγ缺失后,有丝分裂过程中最多有35%的细胞积累(图1 数据未显示)表明,要么细胞进入有丝分裂比对照组慢,要么细胞在中期延迟后最终退出有丝分裂(或这些因素的组合)。进入有丝分裂的速度较慢,这与在诺克唑存在下重复上述时程实验的结果一致,即在有丝分裂过程中PIASγ缺失细胞的积累程度低于对照组(图1K(K) ). 然而,为了确定某些细胞在PIASγ缺失后是否退出有丝分裂,并更详细地了解活细胞中的有丝分裂缺陷,我们对具有荧光标记组蛋白(H2B-GFP)的HeLa细胞进行了16-20小时延时分析[23]遵循早期S相同步(图2图S3表S1、和电影S1S4系列).

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PIASγ缺失细胞的活细胞延时分析。

从两个对照区和两个缺乏PIASγ的细胞区中提取的选定细胞帧,在16(A、 C类)或20小时(B、 D类)双胸苷同步释放后的时间。

(支持信息包括该系列的整个领域的电影B类D类拍摄了,以及与之对应的电影A类C类,以及对每个细胞的细胞周期进程的详细分析图S3表S1.) (A、 B类)控制(C、 D类)PIASγ缺失细胞。右上角的数字表示释放第二个胸苷块后的时间。

(A类)两个控制细胞分裂。两例患者的有丝分裂长度(M)均为1小时14分钟(电影S1).

(B类)六个控制细胞分裂。

有丝分裂较长的两个细胞用箭头表示,有丝分裂总长度用箭头表示;单元格是从中显示的字段中选择的电影S2.

(C类)两个缺乏PIASγ的细胞进入有丝分裂(分别为10小时07分钟和10小时28分钟)。

它们在核膜破裂后18分钟和15分钟达到中期,并在后期之前保持中期3小时26分钟和4小时18分钟。

底部的细胞在后期显示出一些滞后染色体(箭头),最终并入子核之一。

这些单元格如所示电影S3(D类)PIASγ缺失细胞分裂。

底部的细胞达到中期,中期延迟,几个染色体从板上脱离(去编码中期),恢复完整的中期板,然后返回去编码中期,最后在再次实现中期比对后才开始后期。

顶部的细胞在中期度过一个多小时后,大部分时间处于去表达中期。这些单元格是从中显示的更宽字段中选择的电影S4.

在对照组中,有丝分裂正常进行(图2A、 B类 图S3表S1)在一个特定区域内,33/51(64%)的细胞在4小时内(从早期S期释放后10-14小时)进入有丝分裂,细胞同步性明显增强。在早期S期释放后的5小时内,PIASγ缺失细胞也与单个场中一半以上的细胞启动有丝分裂完全同步(图S3). 与中描述的时间进程实验一致图1,大多数PIASγ-缺失的细胞在有丝分裂中强烈延迟。有丝分裂的平均时间为6小时35分钟(s.d。 = 3小时56分钟;n个 = 26),而对照组为69分钟(s.d。 = 24分钟;n个 = 36).

PIASγ缺失细胞通常以正常的时间进行前中期,形成真正的中期板(图2C、 D类 图S3表S1). 在这些细胞中,中期持续时间比对照细胞长1–6倍(s.d。 = 78分钟,相比之下,s.d.为44分钟。 = 对照组25分钟)。中期记录的最大时长为4小时10分钟。在延长中期后,观察到两种替代结果:(i)细胞启动后期(图2C类 )偶尔会观察到滞后的染色体(见电影S3对应于图2C类 ; 参见箭头)或后期启动是异步的(参见图S1 )或(ii)几个染色体离开中期板,向纺锤极迁移(图2D类,顶部单元格). 在后一类中,细胞似乎已恢复到前中期样状态;在某些情况下,这些细胞恢复了所有染色体的完全中期排列,在后期,在中期进一步延迟后,能够进行后期排列(图2D类,底部单元格). 这一类别中的其他细胞在延时电影结束之前一直处于“去编码”中期状态(图2D类,顶部单元格).

结合细胞学分析图1图S1这些活细胞成像研究详细描述了PIASγ缺失引起的有丝分裂缺陷。大多数细胞及时进入中期,形成明显正常的中期板。在延长中期延迟后,细胞要么进入后期,要么少量染色体离开板并迁移到纺锤极。这种去表达中期状态在大多数细胞中维持了数小时。

在没有PIASγ的情况下,应满足主轴检查点的要求,但着丝粒保持粘连

中期板块在没有PIASγ的情况下正常形成,但后期未能按时启动,这似乎违反了直觉。延时研究表明,启动后,一些PIASγ缺失细胞的后期正常进行,表明有丝分裂纺锤体和马达功能正常。一致的是,α-管蛋白的免疫染色显示,在缺乏PIASγ的细胞中,有丝分裂纺锤体与对照中期没有区别(图3A、 G公司 ). 此外,在对照细胞和缺乏PIASγ的细胞中,中期板染色体的动粒明显少于远离板的染色体动粒(图3B–F、H–K ). 这种染色模式是典型的纺锤形检查站失活后,每个染色体聚集到中期板[24][25]PIASγ耗尽细胞中形成的中期板与对照中期板无法区分,也认为纺锤体检查点应该被沉默,因为只有在适当的动粒细胞微管附着时,中期板上的染色体才能发生生物定向,导致纺锤体对每个结合的姊妹体施加的反向力达到平衡,并在每个染色体上产生适当的纺锤体张力。因此,PIASγ缺失细胞中延长的中期延迟表明有丝分裂检查点能够在中期发挥作用:这只是以前报道的对拓扑异构酶II抑制的反应[26][28].

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在缺乏PIASγ的细胞中,纺锤体形态正常,对齐染色体的动粒处CENP-E染色减少。

(A、 克)在对照组和缺乏PIASγ的中期细胞中,有丝分裂纺锤体(用抗α-管蛋白抗体染色)无法区分,只是在后期有一小部分具有额外的极点(如箭头所示A类): (A、 克)红色 = α-管蛋白,蓝色 = DAPI公司。

(B–F、H–K)CENP-E染色(红色)在远离中期板的染色体动粒上强烈检测到,无论是对照处理细胞还是缺乏PIASγ的细胞(B、 H、I)但在板上的染色体大大减少(C、 J、K).

在中期长时间停滞后,一些PIASγ缺失细胞有一条或两条染色体离开平板,在其动粒处重新获得强烈的CENP-E染色(D–F并查看图S1N、 O(运行) ).

同一单元格如所示D类(合并图像),E类(CENP-E应变)和F类(DAPI应变)。

PIASγ耗尽后激活了依赖于极光B和Mad2的检查点

上述结果表明,缺乏PIASγ可能触发了有丝分裂检查点。虽然纺锤体检查点在缺乏PIASγ的中期似乎已被沉默,但基于动粒CENP-E染色的减少,我们发现,使用RNAi联合耗尽Mad2和PIASγ,可以在双胸腺嘧啶同步释放后消除有丝分裂中细胞的积累(数据未显示)。我们还发现Aurora B的小分子抑制剂ZM447439[29],能够解除中期逮捕(图4). 在Hec1耗尽的对照细胞中,一种诱导持续纺锤体检查点阻滞的治疗[30]添加ZM447439后,几乎所有细胞都能快速分离姊妹体,然后有丝分裂退出(图4A–E ). 类似地,通过有丝分裂振荡收集PIASγ缺失的有丝分裂细胞,然后添加ZM447439,大多数细胞迅速进行姐妹染色单体分离和分离,然后有丝分裂退出(图4F–J型 ). 后期和有丝分裂退出可能是ZM447439处理后细胞周期蛋白B降解的结果。与此相一致,添加Cdk抑制剂roscovitine对PIASγ缺失细胞也有类似的作用(图4K–O型 )诱导染色单体分离、纺锤体极分离和有丝分裂出口。因此,这些实验解决了几个重要问题。首先,只要Cdk-cyclin B失活,PIASγ缺失细胞基本上能够消除姐妹间的凝聚力。第二,如延时研究所示,用ZM447439或roscovitine处理的PIASγ缺失细胞一定具有功能性有丝分裂纺锤体,因为染色体在末期去致密之前分离到纺锤体两极。第三,PIASγ耗尽引起的中期延迟是一个检查点响应。

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在缺乏PIASγ的中期细胞中,Aurora B或Cdk抑制可诱导后期。

(A–E)使用RNAi耗尽Hec1[30]在前中期诱导持续性纺锤体检查点停止(A类).

极光B抑制剂ZM447439(5.6µM)[29]绕过这次逮捕:细胞在后期进行(B、 C类)并在30分钟内退出有丝分裂(D、 E类).

(F–J型)添加ZM447439后,被PIASγ耗尽阻滞在中期的细胞进行后期和退出有丝分裂,但其动力学略慢于Hec1耗尽的细胞,这表明:(1)PIASγ缺失后,纺锤体与动粒的相互作用是有功能的,(2)姐妹染色单体能够迁移到相反的纺锤体两极,(3)PIASγ耗尽后的中期阻滞是由于检查点反应。(K–O型)Cdk抑制剂roscovitine(150µM)在PIASγ耗尽的中期阻滞细胞中诱导无期和有丝分裂退出。

检查点可以监测生物过程中的缺陷,并通过延迟细胞周期进程作出反应[8]PIASγ缺失细胞的中期延迟是典型的检查点反应,因为尽管可以机械地进行,但后期发作被阻断,通过化学抑制检查点成分之一(在本例中为极光B)可以绕过延迟,在某些细胞中,即使后期不一定能成功完成,延迟也会自动克服。当被ZM447439或roscovitine覆盖时,染色单体分离很少有效(图4F–O型 ). 通常,绕过检查点延迟会显示激活检查点的细胞畸变。在缺乏PIASγ的细胞出现延迟的情况下,检查点旁路显示几乎每个细胞分裂细胞核之间存在多个染色质桥。在PIASγ缺失细胞的延时电影中,在一些后期也可以看到落后的染色体,这些细胞以前在中期延迟了很长一段时间。这些数据表明,PIASγ缺失细胞的缺陷可能是不能有效分离姐妹染色单体。

在hSgo1缺失的细胞中,PIASγ是姐妹分离所必需的

PIASγ的缺乏导致了中期到后期过渡的检查点激活,并且细胞未能去除着丝粒的内聚力。然而,如果缺乏PIASγ干扰了凝集素的去除,上述实验并没有直接解决。许多重要的研究表明,即使在纺锤体检查点处于活动状态的情况下,缺乏凝聚力保护蛋白hSgo1的细胞也不能保持姐妹染色单体的凝聚力[13][31][35]这些结果表明,没有hSgo1,细胞对纺锤体检查点控制不敏感,核膜破裂后,凝集素迅速从染色体上去除。如果PIASγ缺失通过激活纺锤体检查点使细胞停滞在中期,但与染色体凝聚力没有直接关系,那么hSgo1的缺失应减轻PIASγ敲除后的姐妹染色单体凝聚力。如前所述,我们可以通过RNA干扰(数据未显示)有效地耗尽hSgo1的HeLa细胞,并发现,与以前的报告类似,细胞在有丝分裂过程中积累,其所有姐妹染色单体完全分离,即使在诺可唑的存在下也是如此[13]在没有hSgo1的情况下,姐妹染色单体同样能够在细胞中分离,在这些细胞中,APC/C活性通过耗尽催化位点的Apc2组分和同时添加诺卡唑而被消除(图5A、 B类 ). 此外,如果心轴检查点因Hec1耗尽而持续激活(图5C类 )hSgo1的同时缺失导致姐妹凝聚力的完全丧失(图5D类 ). 这些实验中的每一个都证实了已知的纺锤体检查点通路在缺乏凝聚力保护蛋白hSgo1的情况下无法保持凝聚力。

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在缺乏凝集素保护蛋白hSgo1的PIASγ缺失细胞中,姐妹染色单体不能分离。

(A、 B类)当APC/C(Apc2)的一个重要成分与粘着蛋白保护因子hSgo1一起被耗尽时,HeLa细胞在与分离姐妹的有丝分裂中停止。

如前所述进行RNAi[13]在诺康唑存在下,在早期S期同步后允许细胞达到有丝分裂:(A类)Apc2缺失后诺可唑阻止c-有丝分裂;(B类)在hSgo1和Apc2共耗竭后,在诺可达唑存在下完成姐妹染色单体分离。(C、 D类)当Hec1缺失诱导持续纺锤体检查点时,hSgo1是姐妹凝聚力所必需的(如图3[13]): (C类)Hec1耗竭后的前中期阻滞;(D类)hSgo1和Hec1共同耗尽后完成姊妹分离。这些显微照片上的数字(A–D)表示从S期释放后20小时内以这些表型停止的细胞百分比。(E–N公司)当PIASγ被共同耗尽时,hSgo1缺失也不会导致姐妹分离(E–J公司)或诺卡唑的存在(K–N(K–N)): (E、 F类)PIASγ耗尽后中期阻滞;(K(K))PIASγ-缺失后诺克唑的c-有丝分裂阻滞;(G、 L(左))hSgo1缺失后完全姐妹分离,使用或不使用诺康唑;(H、 我)hSgo1和PIASγ共同耗尽后中期阻滞;(M(M))hSgo1和PIASγ共耗竭后诺可达唑抑制c-mitosis。(J型)从早期S期释放后,hSgo1缺失细胞与分离的姐妹细胞在有丝分裂中停滞,而几乎所有的PIASγ缺失细胞和hSgo1/PIASγ共同缺失细胞与凝聚的姐妹细胞停滞。诺康唑处理的细胞从早期S期释放后也获得了类似的结果(N个). 诺卡唑用量为0.25µM。(O–R′)HeLa细胞中myc标记Rad21的免疫染色。(O–R(运行-恢复))DAPI(蓝色)、CREST(绿色)、myc-Rad21(红色)的合并。(O′–R′)仅myc-Rad21染色。

(O、 O′)对照细胞。由CREST信号显示,Rad21强烈定位于动粒之间,而在染色体臂之间较弱。与其他小组一样,术语“类中期”是指在免疫染色前所需的预提取和固定程序后,中期无法明确识别。(P、 P′)中期PIASγ缺失细胞显示与对照细胞类似的myc-Rad21定位模式。(Q–Q′)Sgo1缺失细胞。左边的细胞很可能是早期前期细胞(通过紧密配对的姐妹动粒判断),并且在整个细胞核中显示出高myc-Rad21染色,而右边的细胞没有任何可检测到的myc-Rad21(大多数染色体都有成对的动粒,而一些染色体已经分离,这是hSgo1缺失后早熟姐妹分离的典型特征)。(R、 R′)PIASγ和hSgo1共同耗尽后的中期细胞。虽然姐妹着丝粒内聚力保持不变(动粒成对),但未观察到可检测的myc-Rad21染色。

我们使用RNAi(数据未显示)和双胸苷阻断方案耗尽同步化HeLa细胞中的PIASγ和hSgo1,然后释放到细胞周期中,无论是否使用诺康唑。如前所述,无论培养基中是否存在诺克唑,hSgo1缺失的细胞在有丝分裂过程中积累,姐妹染色单体分离,细胞周期进展被阻断,处于类似于末期的状态(图。5G、J、L、N ). 然而,出乎意料的是,缺乏PIASγ和hSgo1的双耗尽HeLa细胞在中期/去表达中期积累,并有粘连的姐妹染色单体(图5H–J、M、N )就像细胞只消耗PIASγ一样(图。5E、F、K ). 因此,值得注意的是,即使在没有凝聚力保护蛋白hSgo1的情况下,姐妹染色单体分离也需要PIASγ。当PIASγ与索罗林(Sororin)同时被耗尽时,也观察到了同样的结果,索罗林是一种与凝集素复合体物理上相互作用的蛋白质,是有丝分裂中姐妹染色单体凝聚力所必需的(数据未显示)[36][37]这些实验表明,PIASγ可能直接参与内聚力的去除。

从着丝粒中去除粘着蛋白不需要PIASγ

PIASγ/hSgo1双亏损细胞中姐妹染色单体分离的缺失可以用以下两种方式中的一种来解释:(1)即使在没有凝集素监护人的情况下,也需要PIASγ来去除凝集素,或者(2)在没有凝集素的情况下姐妹染色单体能在着丝粒处保持凝集。为了验证这一点,我们在PIASγ缺失、hSgo1缺失或双缺失细胞中对Rad21进行了免疫放大。正如预期的那样,hSgo1缺失细胞中的有丝分裂染色体缺乏任何可检测到的凝集素,除非核膜破裂之前,在这种情况下,凝集素在整个细胞核中都能强烈检测到(图5Q,Q′). 然而,与对照细胞一样,PIASγ缺失的有丝分裂细胞在每一条相关染色体的成对动粒之间有着清晰的着丝粒Rad21区域(图5P、 P′ ). 染色体臂之间也可见一些Rad21(图5O、 O′,P,P′ ). 令人惊讶的是,在hSgo1/PIASγ双亏损细胞中,成对的动粒或相干姐妹臂之间未观察到Rad21(图5R、 R′ ). 因此,在没有hSgo1的情况下,从染色体中去除粘着蛋白不需要PIASγ,但在相同的实验条件下,姐妹染色单体分离需要PIASγ。因此,在缺乏可检测的Rad21的情况下,姐妹动粒之间的内聚力得以维持。

在缺乏凝聚力的情况下,DNA链可能维持着丝粒的初级收缩和凝聚力

由于在两种不同的条件下(没有索罗林或hSgo1)姐妹分离需要PIASγ,在这两种条件下,基于凝聚力的凝聚力不能将姐妹结合在一起,并且由于我们无法在PIASγ/hSgo1缺失细胞的着丝粒处检测到凝聚力Rad21,我们推测,在PIASγ缺失后,内聚蛋白并不是提供姐妹内聚的唯一成分。在酵母中,凝集素复合物的组分和调节物被sumo连接酶修饰,此外,酵母拓扑异构酶II被sumo酰化。一种已知的连接姐妹染色单体的机制是DNA连环,虽然不知道它是否受到严格的调控,但它是在S期合成姐妹DNA分子时产生的。在芽殖酵母和爪蟾,PIASγ介导的DNA拓扑异构酶II的sumoylation是唯一一种能够去除姐妹染色单体间连环的酶,被认为在有丝分裂期间将拓扑异构酶II靶向染色体的着丝粒或中心周围区域[16][21]因此,在缺乏PIASγ的细胞中,除了凝集素外,连锁还与姐妹染色单体相连,这一点似乎是合理的。这可以解释为什么PIASγ和hSgo1双亏损细胞在没有凝集素的情况下保持姐妹染色单体的凝聚力,并表明需要PIASγ来去除连锁。为了验证这一假设,我们使用了拓扑异构酶II的特异性抑制剂ICRF-193,它将酶锁定在所谓的“闭合钳”形式,防止串联的姐妹双链体被解析。我们在双胸苷同步前耗尽HeLa细胞中的PIASγ,然后收集从S期阻滞释放后在有丝分裂中停滞的细胞。如中所述图4Cdk抑制剂roscovitine或Aurora B抑制剂ZM447439使这些有丝分裂细胞分离出大多数姐妹染色单体,然后将其分离到纺锤体两极,这表明姐妹染色单体内聚力已基本消除。如果PIASγ缺失的有丝分裂细胞具有将姐妹DNA分子连接在一起的连环,那么抑制拓扑异构酶II应该会阻止罗斯科汀或ZM447439处理后的姐妹分离。我们与ICRF-193同时向缺乏PIASγ的有丝分裂细胞中添加了roscovitine(数据未显示)或ZM447439,并制备了细胞学样品。令人惊讶的是,拓扑异构酶II的抑制完全阻断了所观察到的每个细胞的姐妹染色单体分离。在这些条件下,拓扑异构酶II是姐妹分离所必需的,这表明在PIASγ缺失的中期阻滞细胞中确实存在连环(图6A–E ).

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在缺乏拓扑异构酶II活性的PIASγ缺失细胞中,姐妹染色单体不能分离。

收集PIASγ耗尽的中期阻滞细胞,如图4然后添加Aurora B抑制剂ZM447439和拓扑异构酶II抑制剂ICRF-193,并采集样本进行细胞学分析。(A类)中期;(B、 C、D)在有丝分裂后期和随后退出时姐妹分离失败。B类C类姐妹染色单体仍然可以观察到粘连,而染色质基本上是去致密的(双箭头)。相比之下,在ZM447439单独存在的情况下,小的插入面板显示中期(最左侧面板)和后期(右侧两个面板)。(E类)添加ZM447439后姐妹细胞能够分离的细胞频率,有或没有ICRF-193。(F–I型)表达H2B-GFP的HeLa细胞中拓扑异构酶IIα的免疫染色(插入物显示同一显微照片中的选定区域略有扩大)。(F–I型)Merge-拓扑异构酶IIα(红色)和H2B-GFP(绿色)。(F′–I′)仅拓扑异构酶IIα染色。(F′′–I′′)仅H2B-GFP。(F–G公司)控制有丝分裂细胞,显示拓扑异构酶IIα定位于核心并集中于着丝粒区域;(H(H))染色质上弥漫定位拓扑异构酶IIα的PIASγ缺失有丝分裂细胞;()带有拓扑异构酶IIα的PIASγ缺失有丝分裂细胞定位于细胞核,但在着丝粒区域没有强烈富集。(J型)对照细胞和PIASγ缺失有丝分裂细胞中拓扑异构酶IIα和INCENP免疫染色模式的分类。“动粒”和“核心&动粒”类别要求拓扑异构酶IIα强烈集中在着丝粒区域。

在人类有丝分裂细胞中,拓扑异构酶II高效定位到着丝粒区域和染色体核心需要PIASγ

如果真的不能从PIASγ缺失细胞的着丝粒中有效地去除连环,那么这些连环一定会持续存在,尽管拓扑异构酶II在有丝分裂细胞中是活跃的。可以解释这种明显矛盾的一种机制是,如果PIASγ有助于将拓扑异构酶II的十年活性导向着丝粒连环。为了验证这一假设,我们在对照有丝分裂细胞和缺乏PIASγ的细胞中免疫放大拓扑异构酶IIα(图6F–J型 ). 在有丝分裂期间,拓扑异构酶II与运行浓缩染色体臂长度的轴心相关,但也特别集中在着丝粒区域[38][43]使用针对拓扑异构酶IIα的多克隆抗血清,我们在几乎90%的对照细胞中重复观察到这种染色模式(核心定位和着丝粒区域的强烈染色)(图6F、 G、J ). 然而,引人注目的是,少于5%的PIASγ缺失有丝分裂细胞具有这种染色模式。相反,几乎40%的缺乏PIASγ的有丝分裂细胞沿着染色体臂有明显的染色体核心染色,但在着丝粒区域缺乏强烈染色(图6一、 J型 ). 另外48%的PIASγ缺失细胞具有与染色质一致的扩散染色模式,但没有很好地定位于细胞核或着丝粒区域(图6H、 J型 ). 其他在有丝分裂期间特异定位于着丝粒区域的蛋白质,如INCENP和CENP-F,在对照细胞和缺乏PIASγ的有丝分裂细胞中同样定位于着丝粒(图6J型 和数据未显示)。这些数据与有丝分裂中拓扑异构酶II在染色体着丝粒区域正确定位对PIASγ的需求一致,进一步表明在缺乏PIASγ时定位到染色体核心的效率较低。

讨论

调节姐妹染色单体凝聚力的两种不同机制

姐妹染色单体在中期-后期转换时的分离是有丝分裂细胞周期的关键时刻,其准确性允许对重复基因组进行忠实的划分。开创性的研究已经描述了一种基于粘蛋白的系统,该系统将姐妹染色单体物理地固定在一起,以及调节这种胶的溶解为后期做后期准备的机制[44]在酵母菌中,有确凿的遗传证据表明,内聚素是主要的,如果不是唯一的,则是导致姐妹内聚的因素,并且DNA链在后期发病之前就从酵母染色体上移除了[45]但在脊椎动物中,与酵母不同的是,DNA链和凝集素复合物存在于着丝粒直到后期[46][47]着丝粒DNA连环是否发挥重要的功能作用,而不是仅仅作为巧合持续存在,尚不清楚,因为缺乏证据表明DNA的连环状态是通过细胞周期调节的。然而,很明显,一旦做出分离姐妹染色单体的承诺,必须存在机制来确保有效去除着丝粒连环。在这里,我们提供了第一个线索,即人类姐妹染色单体之间的DNA连锁是专门针对后期发病时或之前的去除,着丝粒的脱链是由不同的机制调控的,而这些机制与那些协调从着丝粒中去除内聚蛋白的机制不同。我们的数据表明,相扑连接酶PIASγ通过特异性靶向拓扑异构酶II的着丝粒区域,在姐妹分离的准备阶段或期间促进姐妹分离。

在中期哺乳动物细胞中,凝集素复合物存在于着丝粒处[48]DNA链也必须存在于中期的着丝粒处,因为拓扑异构酶II抑制剂在后期开始前加入细胞时会阻止染色单体分离[46][47]我们已经证明,缺乏PIASγ的HeLa细胞经历了一个延长的中期阻滞,其中粘连和连环维持在着丝粒上,就像正常中期细胞一样。然而,在通过hSgo1的共同耗竭从这些着丝粒中去除内聚蛋白后,姐妹染色单体之间仍存在DNA链。因此,尽管粘附素在着丝粒结合的调节显然取决于粘附素守护者hSgo1,但DNA在着丝粒连接的持久性并不取决于hSgo1(在不存在PIASγ的情况下),也不取决于粘附素的存在。在着丝粒明显缺乏粘连蛋白的情况下,PIASγ/hSgo1双亏损细胞阻滞在中期:具有粘连姐妹的染色体留在中期板上,因此必须受到有丝分裂纺锤体的张力,但仍被连环物质束缚。这些数据提供了关于姐妹凝聚力机制的两个新结论。首先,连接性和内聚性的持续性是独立调节的,内聚性由separase、hSgo1和Plk1等因子调节,而连接性由PIASγ和拓扑异构酶II调节(图7). 第二,链并不会仅仅因为姐妹被内聚蛋白复合物紧紧相连而在中期持续存在。

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PIASγ在染色体分离中的作用

说明PIASγ在有丝分裂中的作用以及内聚蛋白复合物和DNA链之间关系的模型。理论上,当内聚素或DNA链被移除时,姐妹染色单体保持内聚。因此,忠实的染色体分离依赖于分离酶(去除着丝粒内聚蛋白)、PIASγ(帮助将Topo II定位到着丝粒区域)和TopoⅡ(解决着丝粒处的DNA连锁)的协同作用。

纺锤组件检查点是否监控着着丝粒DNA的十年化能力?

PIASγ耗竭后有丝分裂过程的动力学揭示了检查点激活的典型特征:首先,细胞延迟到下一个细胞周期阶段(与对照组相比,中期延长);第二,延迟可以被自发地(如延时电影中所见)和化学处理(极光B抑制、Cdk抑制)所覆盖;第三,覆盖检查点揭示了检查点可能要避免的缺陷(化学覆盖后出现后期染色质桥,自发覆盖后出现滞后染色体和异步后期)。

我们的数据表明,如果没有PIASγ,由于Aurora B和Mad2依赖性检查点的激活,细胞在有丝分裂过程中会被阻断。以前关于极光B在纺锤检查点控制中的作用的研究表明,极光B有助于感知和/或纠正单极定向染色体和亚甲基附着的动粒。我们尚未确定在PIASγ缺失后触发检查点激活的确切分子事件,但在基于染色体扩散、CENP-E免疫放大和活细胞成像的细胞学水平上,我们无法在中期染色体比对之前检测到有丝分裂缺陷。在缺乏PIASγ的细胞中,所有染色体都朝向中期板,这就降低了染色体单极取向和可能的亚基附着是检查点激活的原因的可能性。大多数缺乏PIASγ的HeLa细胞进入中期,动力学与对照细胞无明显区别,然后在中期阻滞较长时间(平均为正常中期长度的2.5倍)。在这些通过时间推移分析拍摄的中期细胞中,中期板的典型运动与对照细胞一样发生,可能表明纺锤体和运动功能正常。事实上,所有染色体在中期板上的正确排列意味着正确的动粒、纺锤体和运动行为以及每条染色体上的适当张力。我们能够为PIASγ缺失细胞中的唯一分子缺陷提供证据的是,不能去除着丝粒连环,并且在着丝粒区域(以及一些细胞中的有丝分裂染色体核心)缺乏拓扑异构酶II定位。因此,后期检查点可能是为了响应持续的着丝粒连环或无法有效删除这些连环而诱导的。其他研究也支持这一模型,因为在后期发病之前,抑制拓扑异构酶II(唯一能使DNA十进制化的酶)会导致中期检查点延迟[26][28].

在有丝分裂过程中发生的姐妹染色单体的分离爪蟾鸡蛋提取系统也依赖于PIASγ。但在这个体外系统中,缺乏PIASγ不会导致中期阻滞延长,正如我们在缺乏PIASβ的HeLa细胞中观察到的那样[15]这种差异可能只是反映了鸡蛋提取系统的局限性,或者更有趣的是,这意味着爪蟾胚胎样细胞周期缺乏激活检查点以应对PIASγ缺失的能力。

PIASγ可能促进着丝粒的高效解链

与PIASγ-耗竭细胞类似,Topo II抑制剂处理的细胞在中期阻断,具有高水平的APC/C底物,如securin和cyclin B[27]然而,这两种中期检查点停滞状态之间的一个重要区别是,Topo II抑制的细胞在检查点旁路时无法分离其姐妹染色单体(由于持续的连锁)而PIASγ缺失细胞在Aurora B或Cdk-cyclin B失活后可以分离出大多数姐妹染色单体。因此,Topo II介导的去激活不一定需要PIASγ功能。因此,我们认为PIASγ可以促进TopoⅡ介导的着丝粒高效的去螺旋化,但如果没有PIASγ,去螺旋化仍然可能发生,但可能没有在后期开始时准确分离染色体所需的精确度。与此假说一致,拓扑异构酶II广泛定位于PIASγ缺失细胞的染色体上,而不是集中于着丝粒区域和染色体核心。值得注意的是,虽然我们用时间推移显微镜拍摄的一些PIASγ缺失细胞可以在后期进行,但我们观察到姐妹分离的同步性存在缺陷;因此,经Aurora B抑制剂处理的PIASγ缺失细胞可以分离染色体,但效率不高,并且分裂细胞之间总是存在染色体桥。总的来说,这些数据表明,PIASγ的作用是促进忠实的染色体分离,可能是通过提高解链效率,特别是在着丝粒处,但对于姐妹分离来说是不必要的。当Topo II活性受到限制或缺乏PIASγ时,人类细胞进化出一种机制来确定衰变是否无法有效进行,并通过激活检查点来延迟后期发作,这似乎是合理的。这种缺陷可以通过监测链的存在、拓扑异构酶II的正确定位或评估PIASγ活性来检测。

在实验中,我们绕过了在缺乏PIASγ的情况下出现的延长的中期延迟,许多PIASγ缺失的细胞在我们添加罗斯科汀或ZM447439之前已经处于中期相当长的一段时间。因此,我们可以推断,尽管拓扑异构酶II在控制的中期细胞中是活跃的,但这种连环一定持续存在。因此,拓扑异构酶II的sumoyalization有助于将其脱连接活性导向着丝粒连接,这是合理的。这个想法与PIASγ-sumoylates拓扑异构酶II在爪蟾和酵母。然而,我们还没有排除PIASγ在人类细胞中间接促进拓扑异构酶II定位的可能性。

总之,我们已经确定了一种高效及时分离姐妹染色单体后期所需的人类E3 sumo连接酶。缺乏PIASγ的细胞即使在没有凝集素保护物hSgo1的情况下,也会在中期与凝集素姐妹阻滞,并且在着丝粒处检测不到凝集素Rad21。拓扑异构酶II不集中在这些细胞的着丝粒区域,姐妹染色单体之间仍存在连环。因此,我们首次证明了人类细胞内聚力丧失的机制涉及PIASγ刺激的DNA链的去除。此外,我们的数据表明,链可以与内聚蛋白复合体发生冗余作用,未能有效去除链会触发纺锤检查点。

材料和方法

细胞培养和siRNA方法

细胞在37°C和5%CO条件下生长2在含有高糖、L-谷氨酰胺、丙酮酸钠和盐酸吡哆醇(Gibco)以及青霉素链霉素(100 U/mL–100µg/mL,Gibco,)的DMEM中。通过双胸腺嘧啶核苷(2 mM)阻滞并释放到完全培养基中来实现细胞同步。用于PIASγ耗尽的siRNA和同步协议如所示图1使用两种不同的siRNA序列去除PIASγ后,得出了类似的结果。这里提供的数据使用PIASγ-B:5′-GCUCUCGGAAAGUACUUA(dTdT)-3′。按照制造商的说明,使用Lipofectamine 2000(Invitrogen)转染siRNA。siRNA转染6小时后,将培养基改为含有一半正常浓度青霉素链霉素的正常培养基。诺卡唑在二甲基亚砜中的用量为0.5µM。

细胞学

如前所述,在细胞学分析中,用制备的Carnoy’s和染色体涂片固定细胞,或用多聚甲醛进行免疫染色[13]抗体:抗CENP-E,1∶250稀释(Immuquest);抗myc,1∶1000稀释(Gramsch Laboratories);抗拓扑异构酶IIα,1∶1000稀释(CalBiochem)。在表达myc标记的Rad21的细胞中观察到Rad21[49]量化细胞表型时,每个样本至少计数1000个细胞。使用蔡司Axioplan2显微镜、alpha-Plan Fluar 100×/1.45 n.a.物镜和Axiovision软件(蔡司)AxioCam MRC5相机获取显微照片。

生物化学

如前所述获得全细胞提取物并进行蛋白质印迹[13]使用以下抗体:抗hRad21(Abcam,1∶1500)、抗hShugosin(Adrian Salic和Tim Mitchison,哈佛医学院,1∶1000)、一抗细胞周期蛋白B1(1:抗,抗组织细胞,抗的结果,一的时候的(制备抗)。

活细胞成像

HeLa细胞被镀到涂有聚-d-赖氨酸的35 mm组织培养皿上,培养皿配有玻璃盖片(MatTek培养皿)。siRNA转染和胸苷同步性如图1除了在第二次胸苷停药释放后,含有胸苷的标准培养基被替换为不含酚红的DMEM,补充10%FBS、青霉素/链霉素和200µM Trolox(钙生物化学)。将培养皿转移到含有5%CO的显微镜增湿培养箱中237°C,从早期S相阻滞释放后4小时。使用配备40×/1.3 n.a.平面Neofluar物镜、Axiocam HRm相机和Openlab软件的蔡司Axiover 200M显微镜,每隔120秒用三个z切片对细胞进行16–20小时的拍摄。

支持信息

表S1

在对照细胞中,有丝分裂平均持续69分钟(s.d。 = 24分钟;n个 = 而PIASγ缺失细胞有丝分裂的平均时间为6小时35分钟。对照组中期的持续时间有点可变,平均为44分钟(标准差)。 = 25分钟;n个 = 36),但很少超过60分钟。大多数PIASγ耗尽细胞(18/26)在与对照处理细胞相似的时间范围内,在核膜破裂后形成中期板。这些数据与染色体扩散分析一致,因为它们揭示了缺乏PIASγ的细胞中正常的中期板形成。然而,一旦所有染色体在平板上正确对齐,PIASγ缺失细胞的后期就没有按计划启动。在4/20细胞中,中期与对照细胞的平均中期长度非常相似,这些细胞的其他有丝分裂期也与对照细胞没有区别,这表明这四个细胞可能没有接受过PIASγ特异性siRNA。即使将这些细胞包括在分析中,中期PIASγ缺失细胞的平均时间是对照组的约2.5倍(110分钟;s.d。 = 78分钟)。最大中期长度为4小时10分钟(比对照细胞平均中期持续时间长约6倍)。中期延长后,在11/26个PIASγ缺失细胞中,可以看到个别染色体离开板,通常到达纺锤极。这样的染色体很少移回中期板,这些细胞通常会在这种去编码的中期状态下再保持至少3个小时。因为在染色体上扩散(图1图S1)我们观察到分离的姐妹染色单体很少,因为我们观察到染色体过度浓缩的去编码中期(图1H图S1N,O),我们假设离开板的染色体有着紧密的着丝粒(即姐妹俩一起离开板)。我们无法确定这些偏移是否是延长前后期延迟的原因(可能是通过在达到中期状态之后触发检查点),也无法确定细胞在延长的前后期延迟期间是否无法将所有染色体保留在板上。值得注意的是,在一些最初在控制细胞的中期花费更长时间的PIASγ缺失细胞中,在长时间的中期样延迟之后会出现后期。

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图S1

对照处理和PIASγ缺失HeLa细胞的有丝分裂进展。如中所述,RNA干扰后细胞周期同步,使细胞缺乏PIASγ图1然后用75%甲醇25%冰醋酸固定,并用Giemsa染色,如前所述(Gimenez-Abian等人,2005年)。(A–E)对照处理细胞,(F–P)PIASγ缺失细胞。(A) 核膜破裂后,染色体显示出分离的姐妹染色单体(着丝粒区域除外),并开始聚集过程。(B,C)对照中期板的侧面图和极面图-染色体与其姐妹染色单体(着丝粒和臂)在赤道板上排列。(D) 早期后期-姐妹同步分离并分离到纺锤极。(E) 中期后期-观察到姐妹迁徙到两极。(F) 在PIASγ耗尽的细胞中,姐妹染色单体的分解在正常时间发生,并且在核膜破裂后很明显。(G–I)在大多数PIASγ缺失细胞中,染色体通常聚集到中期板。(J,K)PIASγ缺失细胞中期板的侧视图和极视图——根据染色体凝集程度判断,这些细胞可能最近达到中期。(L–M)中期阻滞PIASγ缺失细胞-与中期阻滞时间延长相关,染色体过度浓缩,中期板变得稍微紧凑。大多数染色体保持正确的染色体排列,着丝粒区域保持一致。染色体臂无法打开。(N,O)去表达中期-约15%的PIASγ缺失中期细胞失去一条或多条染色体的排列。这通常是在延长中期阻滞后出现的(染色体高度浓缩,表明有丝分裂阻滞延长)。在这些细胞中,板外染色体在动粒处重新获得了强烈的CENP-E染色(参见图3B-F). (P) PIASγ缺失细胞后期发病(频率量化为图1J). 在这个牢房里,姐妹们异步分离,手臂分离被延迟。这种细胞在细胞处于中期延长期后最为常见。在这些细胞中,PIASγ缺失可能是不完全的,或者这些细胞可能是通过检查点阻滞自发泄漏的。

(10.56 MB畅通节能法)

图S2

PIASγ特异性siRNA治疗导致一些细胞的DNA损伤和凋亡。(A–F和I)在低频率下,经PIASγ特异性siRNA处理的HeLa细胞达到有丝分裂,染色体受损。DNA损伤的类别包括(A)重组(箭头)、(B,C)染色单体断裂和间隙(箭头),(D–F)大量染色体断裂导致染色体碎裂(箭头表示姐妹被粘合的区域)。(一) HeLa细胞缺乏PIASγ,如图1(正文)从早期S期释放,对有丝分裂细胞染色体损伤进行量化。(G、H和J)PIASγ特异性siRNA处理后,凋亡细胞的频率高于对照处理细胞。(K) 与对照细胞相比,经PIASγ特异性siRNA处理后进入有丝分裂的细胞数量减少(另见图1K). 为了询问染色体损伤是否阻止了一些PIASγ缺失细胞进入间期(G2),我们向PIASγ耗尽后从早期S期同步释放的细胞中添加了咖啡因(ATM/ATR检查点激酶抑制剂;2 mM)和诺卡唑。释放后加入诺卡唑,14小时后将咖啡因平行添加到样品中。咖啡因处理并没有强迫用PIASγ特异性siRNA处理的细胞进行有丝分裂。

(8.53 MB畅通节能法)

图S3

对照细胞和PIASγ缺失细胞有丝分裂进程的统计分析。条形图显示了对照HeLa细胞和耗尽PIASγ的HeLa电池在前中期和中期所花费的时间。该分析对应于中所述的活细胞分析图2手稿和电影14。每个水平条表示视频延时研究中分析的单个单元格。星号(*)表示细胞中的中期板在细胞中旋转,因此我们的观察是从极面进行的。此后,在这些情况下,我们无法确定染色体是否离开了平板。数字符号(#)表示我们没有观察到中期平板形成的细胞。在这些情况下,细胞很可能仍处于发育前期,但我们不能排除中期平板形成的可能性,但平板仍处于无法观察到平板形成的位置。灰色区域表示最终启动后期的细胞。表1总结了获得的数据。

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电影S1

两个表达H2B-GFP的对照HeLa细胞的16小时延时电影,从双胸苷阻滞释放后进入有丝分裂。所选帧如所示图2A.

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电影S2

大范围对照HeLa细胞的20小时延时电影,表达H2B-GFP,并在双胸苷阻滞释放后进入有丝分裂。统计分析如所示图S3表S1。所选单元格中的所选帧显示在中图2B.

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电影S3

两个表达H2B-GFP的PIASγ缺失HeLa细胞的16小时延时电影,从双胸苷阻滞释放后进入有丝分裂。这两个细胞以正常的时间聚集染色体,然后在中期延迟3小时26分钟和4小时18分钟,然后开始后期。底部的细胞有一些落后的染色体,最终整合到下极。所选帧如所示图2C.

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电影S4

大范围PIASγ缺失HeLa细胞表达H2B-GFP并在双胸苷阻滞释放后进入有丝分裂的20小时延时电影。统计分析如所示图S3表S1。所选单元格中的所选帧显示在中图2B.

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致谢

我们感谢R Johnson和K Evenson使用设施,感谢K Sullivan、A Salic、T Mitchison、AstraZeneca、S Taylor、J Peters、H Yu和H Zou提供试剂,感谢克拉克实验室成员进行有益的讨论。

脚注

竞争利益:提交人声明,不存在相互竞争的利益。

基金:这项工作由NIH拨款CA099033(DJC)资助。JFGA部分由MEC-西班牙DGI和LADM提供支持,由CONACyT提供支持。

工具书类

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文章来自PLOS ONE系列由以下人员提供多环芳烃