裂殖酵母中定位在SPB处的CK2激酶磷酸化Wee1激酶并促进其泛素化降解的分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871362
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0703.细胞增殖及细胞周期
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Wee1 kinase is a critical rate-limiting factor for G2/M transition in eukaryotes. It negatively regulates Cdk1 kinase activity during the G2 phase of the cell cycle to inhibit the mitotic entry. In human somatic cells, it has been demonstrated that Wee1 can be phosphorylated by Cdk1, CK2 and Polo kinases and its ubiquitylation and degradation is usually followed. Although the fission yeast (Schizosaccharomyces pombe) Wee1 was the first identified member of Wee1 protein kinase family, how its activity is regulated by phosphorylation is largely unclear. Our preliminary data revealed that fission yeast CK2 kinase affects the protein level and activity of Wee1, and Ser37 is one of the potential sites phosphorylated by CK2. Interestingly, the spindle pole body (SPB) (the counterpart of centrosome in higher eukaryotes) most likely functions as a “triggering center” for phosphorylation of Wee1 by CK2 kinase. In addition, we also found that Ckb1, the regulatory subunit of CK2 kinase, and nucleolar protein Dnt1 affect the localization of CK2 at SPBs. Our previously published data uncovered that Dnt1 downregulates Wee1 protein level during G2/M transition. Thus, based on these results, we propose that fission yeast Dnt1 might regulate the protein level and activity of Wee1 through promoting localization of CK2 at SPBs, namely the Dnt1-CK2-Wee1 cascade controls G2/M transition using SPB as a signaling center. This is a very novel mechanism for cell cycle regulation. In this project, we intend to dissect the molecular details of this SPB-based mechanism for regulation of G2/M transition.
Wee1激酶是真核细胞G2/M期过渡的关键限速因子,它负调控Cdk1激酶的活性来限制细胞进入M期。人类中Wee1被Cdk1, CK2和Polo等激酶磷酸化并促进其泛素化降解。尽管裂殖酵母Wee1是这一家族中最早被分离鉴定的成员,但一直缺乏针对其被磷酸化调控的细致研究。我们前期研究发现:裂殖酵母CK2激酶影响Wee1蛋白水平和活性,Ser37为其潜在磷酸化位点;相当于中心体的纺锤体极体(SPB)可能是CK2调控Wee1的“指令中心”;另外,CK2的调节亚基Ckb1及核仁蛋白Dnt1影响CK2激酶在SPB处的定位。我们已发表的研究表明Dnt1在G2/M期下调Wee1蛋白水平。因而,我们推测Dnt1通过促进CK2在SPB处定位来调控Wee1活性和水平,即Dnt1-CK2-Wee1三者以SPB作为信号中心调控G2/M期过渡。这是一种非常新颖的细胞周期调控机制,本项目拟研究这一调控机制的具体细节。

结项摘要

Wee1激酶是真核细胞G2/M期过渡的关键限速因子,它负调控Cdk1激酶的活性来限制细胞进入M期。人类中Wee1被Cdk1, CK2和Polo等激酶磷酸化并促进其泛素化降解。. 在本研究中,我们利用遗传学、细胞生物学以及分子生物学手段研究了裂殖酵母中Wee1被CK2激酶磷酸化调控的可能机制。我们发现,CK2激酶主要是通过促进Wee1蛋白的稳定性,而不是通过影响其转录水平来调控其活性的。CK2激酶对于Wee1的磷酸化有利于抑制其被泛素连接酶复合体SCF的泛素化修饰和蛋白酶体介导的降解。我们还确定了,裂殖酵母细胞中组装到SCF复合体中负责降解Wee1的F-box蛋白主要为Pof3和Pof1。. 通过定点突变Wee1中潜在的磷酸化位点,我们发现Wee1中有8个可能被CK2磷酸化的Ser/Thr位点。尽管我们并未检测到CK2和Wee1之间的相互作用,但是我们发现在ckb1∆细胞中,Wee1的泛素化水平升高。因而,我们推测,当Wee1被磷酸化后,极有可能会抑制其被泛素化修饰和蛋白酶体介导的降解,这与人类中的情形有很大不同。. 另外,我们还发现,dnt1∆细胞中CK2更多地入核,同时,Wee1的泛素化水平降低。暗示Dnt1主要是通过限制CK2对于Wee1的磷酸化,来去除CK2对于Wee1的保护作用,进而促进Wee1的泛素化修饰和降解。. 综上所述,我们的研究发现Dnt1-CK2-Wee1三者以SPB作为信号中心,通过调控Wee1的磷酸化和泛素化来调控G2/M期过渡。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Analysis of the potential role of fission yeast PP2A in spindle assembly checkpoint inactivation.
分析裂殖酵母 PP2A 在纺锤体组装检查点失活中的潜在作用。
  • DOI:
    10.1096/fj.202101884r
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FASEB Journal. 36(9):e22524.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Da-Jie Deng;Wang Xi;Kai-Ye Yue;Yamei Wang;Quan-Wen Jin
  • 通讯作者:
    Quan-Wen Jin
Recovery from spindle checkpoint-mediated arrest requires a novel Dnt1-dependent APC/C activation mechanism.
从纺锤体检查点介导的停滞中恢复需要一种新型的 Dnt1 依赖性 APC/C 激活机制。
  • DOI:
    10.1371/journal.pgen.1010397
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    PLoS Genetics
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Bai Shuang;Li Sun;Xi Wang;Shuang-Min Wang;Zhou-Qing Luo;Yamei Wang;Quan-Wen Jin
  • 通讯作者:
    Quan-Wen Jin
Perturbation of kinetochore function using GFP-binding protein in fission yeast
使用 GFP 结合蛋白扰动裂殖酵母中的着丝粒功能
  • DOI:
    10.1093/g3journal/jkab290
  • 发表时间:
    2021-10-19
  • 期刊:
    G3: Genes|Genomes|Genetics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Deng DJ;Xia QC;Jia GS;Suo F;Chen JL;Sun L;Wang JQ;Wang SM;Du LL;Wang Y;Jin QW
  • 通讯作者:
    Jin QW

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
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          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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