Molecular basis for genomic stability through shugoshins

Cellenes evne til å dele seg er selve essensen av livet og vår eksistens. Cellene i kroppen vår deler seg hver dag flere milliarder ganger. For alle celledelinger som konstant skjer i kroppen er det essensielt å bevare det genetiske materialet i de nye cellene. Alle kromosomer må dupliseres nøyaktig i morcellene og fordeles likt til dattercellene uten å miste genetisk informasjon. Dersom feil oppstår i somatiske celler slik at dattercellene ender opp med å ha ekstra eller færre kromosomer, kan disse cellene ofte assosieres med kreft. Feil fordeling av kromosomer i reproduktive celler resulterer i spontanabort eller et foster med medfødte lidelser (f.eks. Down syndrom). Celler har utviklet sofistikerte kontrollmekanismer for å forhindre feil i kromosomsegregering under celledelingen. Disse kontrollmekanismene er fortsatt ikke fullstendig forstått. Vi jobber med et nøkkelprotein - shugosin - som sikrer pålitelig kromosomsegregering Shugoshin beskytter genomet ved å sørge for at dupliserte kromosomer holder kontakten helt til cellen er klar til å skille dem likt i datterceller. Forskningen vår fokuserer på interaksjonene som posisjonerer shugoshin i kromosomet og på interaksjoner mellom shugoshin og enzymatiske komponenter som kontrollerer kromosomsegregering. Vi bruker moderne biofysiske metoder, som kryoEM og hydrogen-deuterium utveksling massespektrometri, for å lære om viktige molekylære faktorer til shugosin komplekser. Kunnskapen som oppnås gjennom vårt arbeid bidrar til en grundigere forståelse av prosesser som fører til kreft og kan potensielt bidra til nye metoder for bekjempelse av kreft.

-

Shugoshins are central players in securing unbiased partitioning of chromosomes during cell division. They serve as platform proteins that localize to centromere during cell division and can recruit several effector proteins with enzymatic and/or structural properties that assure equal chromosome segregation. We aim to identify exact modes of interaction between shugoshin and centromeric chromatin (localization module) and shugoshin and one of its effector binding partners, chromosome passenger complex (CPC). In our work we will use tandem purification from yeast cells and mass spectrometry to identify components of centromeric chromatin necessary for interaction with shougoshin. The interaction between shugoshin and CPC will be worked out with purified human proteins. In both cases, we will reconstitute complexes with purified components, determine stoichiometry, binding constants, map interactions between components and determine atomic structure of complexes. We will also investigate if two major effector proteins, protein phosphatase A (PP2A) and CPC bind the same region of shugoshin. Finally, we?ll test our findings through mutagenesis challenging complex formation in cells. The research proposed here will give comprehensive much needed molecular understanding of shugoshins - guardians of genome.