B Spindel Forsamling Checkpoint (SAC)
spindel forsamling checkpoint (SAC) er en biokemisk pathway, der kan forsinke metafase at anaphase overgang i overværelse af løstliggende kinetokorer og eventuelt manglende spænding på tværs søster kinetokorer (Li og Nicklas, 1995; Musacchio og Laks, 2007; Rieder et al., 1995; Rudner og Murray, 1996). De forskellige gener og tilsvarende proteiner, der virker inden for SAC-vejen, blev oprindeligt identificeret i genetiske skærme af gær., Disse skærme afslørede seks gener, der er nødvendige for SAC funktion, MAD1-3 (mitotiske anholdelse defekt), BUB1, BUB3 (spirende uhæmmet af benomyl), og MPS1 (monopolære spindler) (Hardwick, og Murray, 1995; Hoyt et al., 1991; Li and Murray, 1991; Roberts et al., 1994; 1996eiss and 1996iney, 1996; Wininey et al., 1991). Efterfølgende undersøgelser har identificeret homologer i højere eukaryoter, hvor MAD3 betegnes BUBR1.
Ved mitotisk indrejse er sækken aktiv (Khodjakov og Rieder, 2009), og den opretholdes i en aktiv tilstand, så længe der ikke er knyttet kinetochorer., Både Mad1 og Mad2 lokalisere på løstliggende kinetokorer (Howell et al., 2004; Shah et al., 2004; Watersaters et al., 1998), og samspillet mellem Mad1 og Mad2 giver en konformationsændring i Mad2 (Deantoni et al., 2005), kører det for at binde til og se .uester Cdc20 (Fang et al., 1998; h 1998ang et al., 1998; Kim et al., 1998), en aktivator af det anafase-fremmende kompleks eller cyclosom (APC/C) (H .ang et al., 1998; Kim et al., 1998; Li et al., 1997). Derudover rekrutteres Bub1 og BubR1 (MAD3 i gær) til spændingsfrie kinetochorer (Skoufias et al.,, 2001), hvor de yderligere interagerer med Mad2, der danner mitotic checkpoint comple. (Sudakin et al., 2001; Tang et al., 2001), som også hæmmer APC/C. APC/C er en E3 UBI .uitinligase, der mærker specifikke substrater til nedbrydning af proteasomet. To centrale substrater er proteinerne Securin og Cyclin B, begge nødvendige for færdiggørelsen af mitose (Cohen-Fi.et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Minshull et al., 1990; Peters, 2006; 2006hitfield et al., 1990; 1990ou et al., 1999)., Securin hæmmer en .ymseparasen, som er nødvendig for at spalte cohesinproteinerne, der holder søsterchromatiderne sammen (Cohen-Fi.et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Uhlmann et al., 1999). Nedbrydning af securin fører således til aktivering af separase, nedbrydning af cohesin og søsterchromatid-adskillelse, der markerer anafase-indtræden (Cohen-Fi.et al., 1996; Funabiki et al., 1996; 1996ou et al., 1999). Cyclin B-nedbrydning vil derefter sikre mitotisk udgang og afslutning af celledeling.,
SAC dysfunktion uvægerligt fører til kromosom mis-adskillelse, fordi det forårsager celler til at indtaste anaphase før amphitelic vedhæftet fil, der kan opnås af alle kromosomer enten ved at fremskynde mitotiske progression eller ved, at de gør cellerne i stand til at forsinke anaphase debut i overværelse af løstliggende kinetokorer (Meraldi et al., 2004). Som en konsekvens, ældre anafase-begyndelse er forbundet med et antal mitotiske defekter, inklusive anafase-hængende kromosomer og adskillelse af begge søsterchromatider til den samme dattercelle, der genererer aneuploidi i afkommet., Således har mutationer i SAC-gener potentialet til at spille en rolle i tumorigenese og kræftcelle karyotypisk mangfoldighed. Faktisk identificerede Cahill og medarbejdere en mutation i SAC-genet BUB1 i en CIN-kolorektal cellelinie (Cahill et al., 1998) og postulerede, at dette kunne forklare CIN, der tidligere var blevet observeret i kolorektale kræftformer (Lengauer et al., 1997). Interessant nok er BUB1-og BUBR1-mutationer blevet identificeret hos nogle individer, der er påvirket af mosaik-varieret aneuploidi (MVA) (Hanks et al., 2004; Suijkerbuijk et al.,, 2010), et syndrom forbundet med øget risiko for kræft, og hvor patienternes somatiske celler udviser høje niveauer af trisomier og monosomier (Kajii et al., 1998, 2001).
tanken om, at SAC-dysfunktion kan spille en rolle i tumorigenese, fik en række undersøgelser i musemodeller. Fordi Sac-null-mus normalt er embryonale dødelige, brugte disse undersøgelser mus, der enten var haplointilstrækkelige eller bar hypomorfe mutationer i specifikke SAC-gener. Resultaterne varierede noget og afslørede ikke en klar sammenhæng mellem mutationer i SAC-gener, aneuploidi og tumorigenese., Imidlertid var de haplointilstrækkelige eller mutante dyr i mange tilfælde mere tilbøjelige til at udvikle enten spontane (i .anaga et al., 2007; Michel et al., 2001) eller kræftfremkaldende (Babu et al ., 2003; Dai et al. , 2004; i 2004anaga et al., 2007; Jeganathan et al., 2007) tumorer sammenlignet med mus af vildtype. En undtagelse er repræsenteret af BubR1, hvis mutationer ikke resulterer i øget tumorincidens, men snarere i senescensfænotyper (Baker et al., 2004). Interessant nok findes overekspression af forskellige SAC-gener i kræftceller (Yuan et al.,, 2006) og funktionelle tests af Mad2 overekspression hos mus resulterer i 40-55% aneuploide MEFS (musembryonale fibroblaster) og en 50% tumorincidens (Sotillo et al., 2007). Disse fund tyder på, at SAC-vejen skal være fint afbalanceret for at forhindre aneuploidi. Alternativt kan denne effekt være specifik for overekspression af Mad2 og kan skyldes andre SAC-uafhængige funktioner af proteinet (Weaeaver et al., 2008).
På grund af den indledende identifikation af en checkpoint-genmutation i kolorektale kræftceller (Cahill et al.,, 1998) og den indflydelse, som SAC-genmutationer har på tumorigenese i musemodeller, indledte mange forskere en række mutationsanalyser af kræftceller af forskellig oprindelse med tanken om, at de fleste kræftformer ville vise mutationer i SAC-gener. Overraskende fandt mange af disse undersøgelser ingen mutationer i SAC-gener (Myrie et al., 2000; Saeki et al., 2002; Sato et al., 2000; Yamaguchi et al., 1999) og kun få identificerede mutationer i en mindre brøkdel af de analyserede cellelinjer (Haruki et al., 2001b; Sato et al.,, 2000), der peger på ideen om, at mutationer i SAC-gener kan resultere i kromosom-mis-segregationshastigheder, der er for høje til at være kompatible med celleoverlevelse. Selvom SAC-mutationer kan forårsage aneuploidi og i princippet inducere tumorer (se ovenfor), indikerer det faktum, at SAC-genmutationer stort set er fraværende i kræft, at de ikke signifikant bidrager til CIN-fænotypen og den karyotypiske mangfoldighed af kræftceller.