B Spindel Montering Checkpoint (SAC)
spindeln montering checkpoint (SAC) är en biokemisk väg som kan fördröja metafas att anaphase övergång i närvaro av löst kinetochores och möjligen bristen på spänning i hela syster kinetochores (Li och Nicklas, 1995; Musacchio och Lax, 2007; Rieder et al., 1995; Rudner och Murray, 1996). De olika generna och motsvarande proteiner som verkar inom SAC-vägen identifierades initialt i genetiska skärmar av jäst., Dessa skärmar visade sex gener som är nödvändiga för SAC funktion, MAD1-3 (mitotiska gripande defekt), BUB1, BUB3 (blivande hämningslöst med minst), och MPS1 (monopolära spindlar) (Hardwick och Murray, 1995; Hoyt et al. 1991; Li och Murray, 1991; Roberts m.fl., 1994; Weiss och Vinig, 1996; Vinig et al., 1991). Senare studier har identifierat homologer i högre eukaryoter, där MAD3 kallas BUBR1.
vid mitotisk inträde är SAC aktiv (Khodjakov och Rieder, 2009), och den bibehålls i ett aktivt tillstånd så länge som obevakade kinetochores är närvarande., Både Mad1 och Mad2 lokalisera vid lös kinetochores (Howell et al., 2004; Shah et al., 2004; vatten m.fl., 1998), och samspelet mellan Mad1 och Mad2 ger en konformationsanalys förändring i Mad2 (DeAntoni et al., 2005), kör den för att binda till och sequester cdc20 (Fang et al., 1998; Hwang et al., 1998; Kim et al., 1998), en aktivator av anaphase främja komplex, eller cyclosome (APC/C) (Hwang et al., 1998; Kim et al., 1998; Li et al., 1997). Dessutom, Bub1 och BubR1 (MAD3 i jäst) rekryteras till tensionless kinetochores (Skoufias et al.,, 2001), där de ytterligare samverka med Mad2 bildar de mitotiska checkpoint komplex (Sudakin et al., 2001; Tang et al., 2001), som också hämmar APC/C. APC/C är ett E3 ubiquitinligas som taggar specifika substrat för nedbrytning av proteasomen. Två viktiga substrat är proteinerna Securin och cyklin B, båda nödvändiga för slutförandet av mitos (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Minshull et al., 1990; Peters, 2006; Whitfield m.fl., 1990; Zou m.fl., 1999)., Securin hämmar enzymet separas, vilket är nödvändigt för att klyva kohesinproteinerna som håller systerkromatiderna tillsammans (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Uhlmann m.fl., 1999). Således leder nedbrytning av securin till aktivering av separas, nedbrytning av kohesin och systerkromatidseparation, vilket markerar anafasstart (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Zou m.fl., 1999). Cyklin B nedbrytning kommer då att säkerställa mitotisk utgång och slutförande av celldelning.,
SAC dysfunktion leder alltid till kromosom mis-segregation eftersom det orsakar celler att komma in anafas innan amfitelisk fastsättning kan uppnås genom alla kromosomer antingen genom att accelerera mitotisk progression eller genom att göra cellerna oförmögna att fördröja anafas debut i närvaro av obevakade kinetochores (Meraldi et al., 2004). Som en konsekvens är prekocious anafas debut associerad med ett antal mitotiska defekter, inklusive anafasfördröjning av kromosomer och segregering av båda systerkromatiderna till samma dottercell som genererar aneuploidi i avkomman., Således har mutationer i SAC-gener potential att spela en roll i tumorigenes och cancercell karyotypisk mångfald. Faktum är att Cahill och medarbetare identifierade en mutation i SAC-genen BUB1 i en CIN-kolorektal celllinje (Cahill et al., 1998) och postulerade att detta kunde förklara CIN som tidigare hade observerats i kolorektal cancer (Lengauer et al., 1997). Intressant nog har bub1 och BUBR1-mutationer identifierats hos vissa individer som drabbats av mosaic variegated aneuploidy (MVA) (Hanks et al., 2004; Suijkerbuijk et al.,, 2010), ett syndrom associerat med ökad risk för cancer, och där patienternas somatiska celler uppvisar höga nivåer av trisomier och monosomier (Kajii et al., 1998, 2001).
tanken att SAC-dysfunktion kan spela en roll i tumorigenes föranledde ett antal studier i musmodeller. Eftersom SAC-null-möss vanligtvis är embryonala dödliga, använde dessa studier möss som antingen var haplointillräckliga eller Barde hypomorfa mutationer i specifika SAC-gener. Resultaten varierade något och avslöjade inte en tydlig korrelation mellan mutationer i SAC-gener, aneuploidy och tumorigenes., Men i många fall var haplointillräckliga eller mutanta djur mer benägna att utveckla antingen spontana (Iwanaga et al., 2007; Michel m.fl., 2001) eller cancerframkallande (Babu et al., 2003; Dai m.fl., 2004; Iwanaga m.fl., 2007; Jeganathan et al., 2007) tumörer jämfört med vilda möss. Ett undantag representeras av BubR1, vars mutationer inte resulterar i ökad tumörincidens utan snarare i senescensfenotyper (Baker et al., 2004). Intressant är att överuttryck av olika SAC-gener finns i cancerceller (Yuan et al.,, 2006) och funktionella tester av Mad2 överuttryck i möss resultera i 40-55% aneuploid MEFs (mus embryonala fibroblaster) och en 50% tumör incidensen (Sotillo et al., 2007). Dessa resultat tyder på att SAC vägen måste vara fint balanserad för att förhindra aneuploidy. Alternativt kan denna effekt vara specifik för Mad2-överuttryck och kan bero på annan SAC-oberoende funktion(er) av proteinet (Weaver et al., 2008).
på grund av den första identifieringen av en kontrollpunktsgenmutation i kolorektala cancerceller (Cahill et al.,, 1998) och den inverkan som SAC-genmutationer har på tumorigenes i musmodeller, inledde många forskare i ett antal mutationsanalyser av cancerceller av olika ursprung med tanken att de flesta cancerformer skulle visa mutationer i SAC-gener. Förvånansvärt många av dessa studier fann inga mutationer i SAC gener (Myrie et al., 2000; Saeki et al., 2002; Sato m.fl., 2000; Yamaguchi m.fl., 1999) och endast ett fåtal identifierade mutationer i en mindre del av de analyserade celllinjerna (Haruki et al., 2001b; Sato et al.,, 2000), pekar på tanken att mutationer i SAC-gener kan resultera i hastigheter av kromosom mis-segregation som är för hög för att vara kompatibla med cellöverlevnad. Även om SAC-mutationer kan orsaka aneuploidi och i princip inducerar tumörer (se ovan), indikerar det faktum att SAC-genmutationer i stor utsträckning saknas i cancer att de inte signifikant bidrar till CIN-fenotypen och karyotypisk mångfald av cancerceller.