文摘
遗传突变乳腺癌易感基因1基因使乳腺癌和卵巢癌的风险更高。BRCA1肿瘤抑制是一个1863个氨基酸蛋白质与多个交互领域,促进这两个角色在调节DNA修复和维护、细胞周期进展,转录和细胞生存/凋亡。BRCA1第一次被确定为核磷蛋白,但是已经被证明能够包含不同的传输序列包括核出口和核本地化信号,使其特定网站在细胞核和细胞质之间穿梭,包括DNA修复病灶,中心体,线粒体。BRCA1核运输和E3泛素连接酶酶活性受到严格监管的BRCA1二聚的约束力的合作伙伴BARD1和进一步调制癌症突变和不同的信号通路。本文将集中在交通、动力、和多个细胞内目的地的BRCA1强调如何监管这些事件的影响,并确定,一个广泛的重要的细胞功能。
1。介绍
BRCA1蛋白分类作为一个肿瘤抑制(1];在健康细胞功能保持适当的基因修复和细胞分裂,但遗传突变乳腺癌易感基因1基因编码改变形式的蛋白质,有助于乳腺癌和卵巢癌的发展(2- - - - - -4]。Misregulation BRCA1的表达也有助于乳腺癌的零星的形式(5]。BRCA1的原发肿瘤抑制作用与基因组完整性的维护通过调节DNA复制,修复,和转录,除了各种细胞周期检查点确保健康细胞的生存6]。乳腺癌易感基因1基因突变破坏这些流程和导致染色体不稳定和有缺陷的检查点,加速细胞转换(6- - - - - -8]。BRCA1基因是一种多功能蛋白,结合许多其他蛋白质,其中最重要的是BARD1 [9- - - - - -11)(见图1(一))。BARD1形成一个稳定的异质二聚体与BRCA1,刺激其核本地化和E3泛素连接酶的活动。而BARD1基因,也被认为是一个肿瘤抑制,也会受到细胞和体细胞突变,这些发生在一个低得多的频率在乳腺癌和卵巢癌的一个子集12- - - - - -14]。
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近年来它已成为公认的主要细胞调控蛋白(如肿瘤抑制)执行许多不同的角色在整个细胞。BRCA1这种蛋白是一个典型的例子:它是积极导入到细胞核基因transactivation调节DNA复制和刺激,在细胞核中重新分配网站促进修复受损的DNA,并出口到细胞质是招募中心体,保持最佳的有丝分裂细胞分裂和细胞骨架的形状,和线粒体,它预测的角色在细胞凋亡和线粒体基因组修复(图1 (b))。BRCA1之间穿梭的能力这样的细胞内的不同位置,不同形式不同的蛋白质复合物的保护作用,是一个高度管制和复杂的过程。先前的评论了BRCA1核运输的基本途径(15- - - - - -17我的团队帮助定义)。然而在过去的几年中一波又一波的新见解BRCA1的规定运输和动力学在一个广泛的细胞网站出现了,,本文将主要关注这个话题。读者是指向其他优秀的评论,提供更多的深度概述BRCA1的角色在DNA修复和DNA损伤反应(8,18- - - - - -22],转录功能[23,24),临床表现和相关性(7,25,26BRCA1的),和其他结构方面(24,27]。在本文中,我将把这些功能和BRCA1的癌症相关方面如何与它们的环境中,受,BRCA1在整个细胞的动态人口贩卖。
2。亚细胞定位
2.1。细胞核
自1994年发现和克隆(2),有缓慢逐步发展我们对BRCA1基因的亚细胞分布的理解,阻碍了通常由技术问题归因于大某些BRCA1和低特异性抗体。在1990年代,发现BRCA1在细胞核28- - - - - -30.],在细胞质膜granin-associated [31日),胞质状内陷在细胞核32),在细胞质中29日,33]。近年来,BRCA1细胞定位研究的组合显微镜和细胞分离/免疫印迹方法,使我们能够得出这样的结论:BRCA1成为磷酸化和积累在核细胞的细胞周期进入s阶段29日,34在有丝分裂中表达的),仍远35,36),然后发生了泛素化和作为蛋白酶体依赖降解细胞进入G1期(36]。细胞核内的s阶段,BRCA1通常是针对不同类型的焦点,即表现为微小点通过免疫荧光显微镜(见图1 (b)和2)。BRCA1-positive疫源地反映不同的BRCA1核设施和功能,包括它的作用在保护停滞DNA复制叉(37),监管不活跃的X染色体的沉默XIST RNA (38),和其他建筑相关的表观遗传沉默和染色质的修改39]。在核仁(BRCA1染色也被检测到40),尽管这并非总是如此的解释,应当谨慎,因为抗体特异性的问题重复出现的问题与零星的BRCA1细胞染色模式(4.3节中详细讨论)。免疫组织化学显微镜的研究人类乳房肿瘤经常发现BRCA1的转变从细胞核,细胞质癌症病人携带的提高品位和细胞乳腺癌易感基因1突变(41- - - - - -43),和类似的观察了乳腺癌细胞系表达突变形式的BRCA1 [44]。在BRCA1基因突变的影响和可变剪接核进口和分销中讨论部分3。
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2.2。细胞质中
BRCA1航天飞机细胞核和细胞质之间(48]。在细胞质中已经发现在中心体(49,50(在部分进一步讨论6),发现绑定到gamma-tubulin [50]。后续研究工作结合的细胞分离、荧光显微镜和电子显微镜来确定BRCA1在线粒体的磷酸化形式51- - - - - -53(参见部分7)和BRCA1在复杂和bcl - 2在内质网(53]。这些特定的胞质关联可能焦点调节细胞凋亡和centrosome-related细胞周期检查点,决定有丝分裂进程。
3所示。核进口
3.1。进口机制和监管的途径
BRCA1基因是由两个截然不同的积极导入到细胞核通路(16,17]。其中一个涉及交互的两个核本地化信号(nls)位于中间的蛋白质(见图1(一))[54,55),与importin-alpha /β受体负责把NLS-cargo通过核孔复合物(NPC)细胞核(了56])。BRCA1基因剪接变体,nls丢失由于第11外显子剪接,进入核(30.)通过访问第二个导入途径,需要BARD1约束力的合作伙伴。这种交替机制依赖于importins,但通过辅助机制介导BRCA1 BARD1结合,然后利用自己的BRCA1 (nls女伴核条目57]。最近,秦和他的同事们(58]假定类似SUMO-dependent E3泛素连接酶的绑定,Ubc9, BRCA1的n端也可以刺激其核进口和本地化。因此在不同的信号通路可能波动,或表达的绑定合作伙伴,将影响BRCA1核进口,实际上蛋白质的靶向导入与疾病和病理条件(如癌症59,60]。相对于其在DNA修复的作用,因此相关的核本地化BRCA1被发现增加瞬变的细胞DNA损伤后两个小时内电离辐射或依托泊苷治疗(52),与协调保护基因毒性压力一致。尚不知道如果这加剧了BRCA1核表达反映刺激核核质保留进口或出口的变化。
3.2。规定由胞质保留
核本地化也可以减少BRCA1的增强的细胞质保留特定的蛋白质或结构。第一个这样的保留因子确定是BRAP2 (BRCA1-binding蛋白质2),一种蛋白质,这种蛋白质结合的BRCA1 nls从而对抗BRCA1协会核导入受体,importin-alpha [61年]。BRAP2抑制NLS-dependent核进口随后显示取决于残留的磷酸化,旁边的NLS BRCA1 [62年]。BRCA1也困在细胞质中bcl - 2的过度凋亡因子后,重定向BRCA1线粒体和内质网(53]。目前尚不清楚,但是,如果这些观察是限于bcl - 2表达的条件。此外,膜丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B-alpha(称为AKT1激酶)据报道,抑制同源重组介导的DNA修复的细胞质保留BRCA1和Rad51 [63年]。这种模式的细胞质锚地据称与AKT1 upregulation的零星的乳腺癌,也许提高水平的基因组不稳定性通过部分抑制DNA修复。
3.3。核本地化癌症突变的影响
的两个主要功能的敏感地区BRCA1基因突变是氨基和羧基的目标终端结束。有证据表明,替换/终止突变在carboxy-terminal BRCT域(见图1)(一个地区共同DNA损伤反应的蛋白质;参见[64年,65年核进口BRCA1])阻碍。等一系列BRCT突变引入全身BRCA1和发现阻止核本地化(66年]。类似的观察是由Elstrodt et al。44在不同的乳腺癌细胞系BRCT-mutated BRCA1。这个问题以前讨论(16总值)和思想,以反映全球BRCA1蛋白构象变化,符合已知的影响这样的突变(67年,68年]。类似的测试的氨基端C61G环域突变并没有透露任何改变核本地化的一些调查人员57,66年),但最近的一项研究秦et al。58)报道,C61G BRCA1突变升高胞质染色,可能由于减少了绑定的Ubc9泛素连接酶。
4所示。核出口
数以百计的航天飞机进出细胞核蛋白质通过主动运输,通过进出口与核受体介导的蛋白质。主要的核出口受体是CRM1(染色体区域维护蛋白1)结合蛋白在核出口货物(NES),信号肽识别网站的特点是大侧链疏水氨基酸间隔根据一个松散的共识(69年,70年]。CRM1蛋白质核出口的作用是现在公认的重要调节器蛋白质功能在癌症70年,71年]。
4.1。BRCA1基因是一个核蛋白质受BARD1穿梭
2000年,一位NES是识别和特征在BRCA1的n端,位于毗邻环域(48)(见图1)。这个序列(81 - qlveellkiicafqldtgl - 99)促进CRM1-dependent出口BRCA1离原子核(48]。第二个NES,也在n端(残留比如22 - 30),后来被汤普森报道et al。72年]。有趣的是,主NES(81 - 99)完全对应的两个后发现旁边的阿尔法螺旋环域,形成四螺旋束交互界面与BARD1 [73年]。调查BARD1绑定的影响,进行了详细的诱变和生物化学研究,主要结论,结合BARD1面具与CRM1 BRCA1出口信号和防止协会,造成核保留BRCA1 [57,74年]。随后,据透露,BARD1本身包含一个NES heterodimerization区域内的相对位置,和事实上都蛋白质受到核截留在二聚作用[75年]。这种互惠的监管机制的核穿梭是独一无二的,提供了一个解释几乎独家发现BRCA1 / BARD1二聚体复合物在固定细胞(核57和活细胞76年]。
4.2。调节细胞周期和细胞凋亡的核出口
BRCA1几经转译后的修改包括磷酸化、泛素化和SUMOylation6,77年),这可能会影响其核贩运。2003年,冈田克也和他的同事们(34)表明,BRCA1磷酸化丝氨酸988改变在细胞周期进程和磷酸化形式重新分配到DNA损伤后细胞的细胞核周围的地区s阶段治疗。Glover-Collins和汤普森(后来的研究78年)使用同步的细胞免疫荧光显微镜显示证据表明BRCA1细胞质本地化增加在s阶段的早期阶段,这一现象部分与CRM1介导核出口从CRM1抑制剂治疗,确定leptomycin b .这组建议细胞cycle-associated核出口涉及的BRCA1 calcium-dependent机制,虽然进一步验证这一发现的影响仍有待探讨。
瞬态BRCA1 cDNA已知引起的过度p53-independent乳腺癌细胞凋亡反应(79年,80年]。有趣的是,BRCA1的核出口proapoptotic活动直接相关,由突变的减少伴NES和BRCA1 BARD1-induced核保留的74年]。相反,BARD1-mediated p53-dependent细胞凋亡也刺激了其核出口和减少coexpression BRCA1 [75年]。这是假定BRCA1 / BARD1异质二聚体维持细胞生存函数局部细胞核时,部分原因是它在DNA修复中的作用,但是,BRCA1和BARD1单独引起细胞凋亡相关的独立出口细胞质(11,16,74年,75年]。其他人还声称以后的研究观察之间的关联细胞质本地化BRCA1和激活内在半胱天冬酶裂解途径,特别是在DNA损伤(81年,82年]。实际cytoplasmic-localized BRCA1抒发细胞死亡的机制不完全清楚,可能反映多个因素,包括转变之间的平衡BRCA1和BARD1(蛋白质undimerized形式潜力增强穿梭和凋亡),潜在的触发centrosomal检查点(83年在线粒体[],或直接行动51,84年]。
4.3。BRCA1核出口的潜在作用DNA修复吗?
一组报道,一小部分内生BRCA1在一小时内从核出口到细胞质的电离辐射诱导的DNA损伤MCF-7乳腺癌细胞(82年,85年]。据称,DNA损伤诱导BRCA1的p - 53依赖的核出口,然而,结果被Brodieand亨德森(质疑52)表明,冯所使用的抗体等。85年)交叉作用与其他细胞质蛋白质在固定条件下使用,和更广泛的生化检测和细胞染色实际上并没有发现证据表明,BRCA1核出口影响DNA损伤(52]。事实上,仔细分析的细胞分数显示了完全相反的情况与核BRCA1增加早期电离辐射后,在DNA修复的作用[52]。抗体的问题大,加上缺乏量化或不一致的亚细胞分离和细胞成像实验中,阻碍了BRCA1调查的完整性,这些年来,强调所有人员在未来需要验证他们的发现,例如,通过证明任何染色模式观察与BRCA1抗体消除BRCA1的siRNA击倒。此外,特别相关的一些最近的研究(例如,82年]),胞质染色检测的BRCA1不应该自动被视为造成核出口,因为它还可以从利率的变化出现翻译、细胞质或核营业额,或从特定的胞质结构,保留了BRAP2 [61年(见[]或损失Ubc9 SUMOylation活动58])。目前,BRCA1核出口的主要验证功能似乎与中心体复制的角色,直接显示测试一系列不同的NES -和NLS-mutated形式的BRCA1基因(46(讨论部分6)。
5。定位和动态的BRCA1 DNA Repair-Associated核疫源地
细胞基因组经常暴露于外部压力和刺激,破坏DNA,造成每天> 200000点伤害事件。可以诱导DNA断裂电离或紫外线辐射致癌物质,氧化的化学物质,和自由基,除了临床化疗药物管理。修复受损的DNA对细胞增殖和生存至关重要86年]。细胞响应DNA损伤,这取决于类型的DNA损伤诱导,通过细胞分裂停滞和修复受损的DNA,或者触发细胞死亡(凋亡)的反应。BRCA1基因涉及到几种修复途径,特别是同源重组修复DNA双链刀具磨损。
5.1。针对核疫源地的BRCA1
内源性BRCA1在离散的“焦点”出现在细胞核DNA复制(35,87年,88年]。这些病灶表现为细胞核呈现时,显微镜和显微黑点与BRCA1的监管机构和保护者的角色停滞DNA复制叉(37)(图2 (c))。最著名的BRCA1在DNA修复功能,并针对感应单链或双链DNA断裂BRCA1形式不同类型的蛋白质复合物在焦点去修理损坏的地方。针对BRCA1 XRCC1-positive DNA修复复合物,在烷基化反应agent-induced单链DNA断裂,涉及的组合BRCA1氨基酸(aa - 1 - 304)和中央平方/ TQ集群域地区(1078 - 1312),结合DNA损伤反应激酶等ATR (89年]。另一方面,合作氨基酸(1 - 304)和carboxy-terminal BRCT域(1620 - 1863)要求调解有效的针对BRCA1 DNA双链断裂引起的电离辐射(45)(图2)。因此,不同的序列元素负责指挥BRCA1不同类型的DNA修复复杂。
电离辐射后BRCA1-associated DNA修复复合物形成的生化特性作了详细研究,通常使用carboxy-terminal BRCT域BRCA1蛋白质筛选合作伙伴。这种通用的方法确定了几种类型的染色质复合体修复和修改。这些BRCA1-A(控制G2-M检查点和DNA修复),BRCA1-B (DNA复制检查点)BRCA1-C (DNA切除和G2-M检查点)和BRCC(同源重组介导的DNA修复)复合物(回顾了最近在6,22,77年,90年,91年])。大多数研究使用电离辐射(IR)引起一致的DNA双链断裂,通常检测招聘BRCA1为10 - 100不同的核焦点1小时内每个细胞,如图2(综述[77年])。红外诱发G2-M细胞周期阻滞,可以救出BRCA1通过激活Chk1 [83年]。
IR-induced DNA损伤导致PI-3激酶ATM和ATR的激活,使磷酸化BRCA1和其他DNA修复蛋白IR-induced疫源地。一连串的蛋白质修饰和交互导致BRCA1在这些焦点积累。磷酸化组蛋白H2AX (gamma-H2AX)是第一个到达双链断裂(92年)(图3(一个)),初始化一个分层级联的蛋白质修饰和交互导致招聘的BRCA1 IR-induced修复病灶在不同的DNA修复蛋白复合物。所谓BRCA1-A复杂包括RAP80、避邪字/ CCDC98的deubiquitinase BRCC36, BRCC45 MERIT40,被认为目标BRCA1 IR-induced疫源地的交互RAP80 polyubiquitin连锁店如被认为发生在组蛋白gamma-H2AX [6,22)(见图3(一个))。63 -泛素相关的积累赖氨酸轭合物在H2AX确实是焦点的形成,是由动态行动所需的特定的泛素连接酶包括RNF168和RNF8 [93年]。
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5.2。影响的动态组织BRCA1复合物在DNA修复病灶
当研究在体外在隔离,伴环域和carboxy-terminal BRCT域BRCA1能够独立独处的94年,95年在DNA断点[],有时94年]。是相同的序列的相关性要求最优为目标的BRCA1 IR-induced疫源地组装大型高分子蛋白复合物(45]。在BRCA1-A DNA修复复杂的背景下,大多数模型说明这个巨大的组合显示静态的基于数据从生化检测蛋白质相互作用,而不是可能这些复合物(参见图的动态特性3)。例如,修复病灶平均预期~ 100 nm直径和组成大型大分子组装成千上万的蛋白质,其中一些可能是固定在染色质而另一些则与快速交换和复杂的动力学在秒的范围76年,96年]。此外,流动性或锚固焦点会改变蛋白质的转译后的修改通过磷酸化,泛素化和SUMOylation96年],它确实与BRCA1本地化的焦点(参见[77年])。上游需要监管机构RAP80最初目标BRCA1 / BARD1和相关蛋白质的DNA双链断裂;然而,最近的发现表明RAP80不保持一个固定的锚BRCA1-A复杂的焦点,通常假定在文献中,但其与BRCA1和相关因素相互作用复杂表单(图后瞬态和改变3 (b))。的确,详细分析个人IR-induced疫源地stable-inducible MCF-7细胞显示,大部分(80%)的YFP-tagged RAP80在成熟的焦点是极其动态76年)(图4(一))。事实上,虽然YFP-tagged BRCA1 / BARD1和避邪字/ CCDC98也是动态的,RAP80下最具活力通量在焦点(图4(一)),表明它是没有函数来锚定复杂一旦焦点开始形成。当MCF-7乳腺癌细胞受到洗涤剂萃取去除弱结合蛋白质,显微成像显示,从30分钟后辐照一小固定池BRCA1在疫源地仍可检测即使RAP80完全移除,随着时间和增加BRCA1染色(76年]。很可能改变内部蛋白质-蛋白质之间的关系发生后迅速BRCA1-A复杂的组件开始积累染色质破发点(数据3和4 (b))。尚不知道锚固定池(在焦点~总蛋白质的20%)BRCA1 / BARD1避邪字,或者在核MERIT40疫源地;然而,它可能是与染色质与核基质(或可能97年]。
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BRCA1的分布在核焦点是统一由电子显微镜,和一致的固定支架打开~ 100 BRCA1分子DNA断裂,用瞬态接触由另一个~ 500 BRCA1分子动态交换与周围的核浆(76年]。类似的高拷贝数的BARD1和避邪字分子测定在单独的焦点,尽管RAP80更丰富并显示分子的两倍(每焦点(~ 1200册)76年]。丰富和超快的动态交换RAP80修复病灶可能重要的信号对外部刺激做出的快速反应,让它能够“曲调”BRCA1的功能/ BARD1同源重组介导的DNA修复(98年]。额外的后果有这样大的移动池,BRCA1和其合作伙伴的大部分可能很快被派遣,在10 - 20秒,从焦复杂的DNA修复活动完成后。这样的终止和拆卸的焦点可以控制ubiquitin-dependent蛋白酶体降解的各个组件(99年),这将被证明是非常有效的,如果再加上改变蛋白质动力学或释放当前稳定chromatin-protein复杂。
6。中心体的定位和功能
中心体是nonmembranous细胞器位于细胞细胞质与每个细胞分裂和复制。中心体的主要功能是在间期泡核的微管网络,和纺锤体微管的组装,形成染色体隔离的有丝分裂纺锤体(One hundred.]。基因突变,或者改变BRCA1的表达,与改变中心体数目和完整的微管细胞骨架在乳腺癌(101年- - - - - -103年]。最近的进展在决定如何招募BRCA1中心体及其监管动态和功能角色。
6.1。蛋白质序列目标BRCA1中心体
BRCA1在中心体首次检测到许和他的同事,他进一步表明,BRCA1绑定到centrosomal组件通过一个内部gamma-tubulin BRCA1基因序列组成氨基酸510 - 622 (49,50]。Tarapore et al。104年)最近发现了一个第二gamma-tubulin绑定域BRCA1(残留802 - 1002),提出了有助于BRCA1基因定位在母亲中心体,后来在女儿中心体中心体复制之前,由detergent-permeabilized细胞的得分。在这些实验条件下,只有强烈的BRCA1将检测到连接池中心体,表明gamma-tubulin锚BRCA1的子库。更详尽的删除映射研究显示,N -和BRCA1 (c端序列的氨基酸1 - 304 + 1620 - 1863,见图2(一个))足以目标BRCA1在固定细胞和活细胞中心体(46]。有趣的是,当布罗迪和他的同事使用活细胞光漂白化验(收紧;荧光光漂白后恢复)分析一种YFP-tagged BRCA1缺乏内部gamma-tubulin序列,这种删除形式显示适度更快的恢复动力学表明减少保留在中心体(见图5)。这些集体的发现意味着多个序列可能导致整体目标,交换和保留中心体的BRCA1或其立地。
6.2。BRCA1调节微管成核/伸长和中心体复制
BRCA1 / BARD1函数作为E3泛素连接酶,这种酶活性被先前monoubiquitination的牵连γ微管蛋白赖氨酸48和344,导致减少gamma-tubulin-primed微管aster形成微管(成核)(105年和中心体复制的抑制作用106年,107年]。因此,BRCA1的绑定和ubiquitinate gamma-tubulin抑制不当centrosomal函数通常观察到一些乳腺癌。最近的分析BRCA1和BARD1蛋白质在活细胞显示,交通非常有效地自己中心体(46,108年),因此可能BRCA1 / BARD1二聚体组装后的正确位置中BRCA1 pericentriolar gamma-tubulin环矩阵区域复杂的形式。分析BRCA1基因的过表达sub-fragments表明BRCA1镇压微管成核并不是严格依赖于乌兰巴托连接酶活动的表达nonubiquitinating gamma-tubulin绑定序列(802 - 1002)足以妨碍aster形成(104年]。BRCA1也被报道ubiquitinate不同centrosomal蛋白质,nucleophosmin (NPM1) [109年];然而,功能后果尚未确定。
6.3。由CRM1中心体的监管目标,磷酸化,BARD1
第一个活细胞收紧化验BRCA1的中心体透露两个主要centrosomal池:快速流动和交换之一(60%),和一个非常缓慢的交换池(40%),固定在30年代时期研究[46)(图5)。NES的突变,或治疗的细胞与leptomycin B, CRM1出口抑制剂,导致减少BRCA1运输中心体和其总体汇率和保留46)(图6(一)和6 (c))。这与更戏剧性的效果nucleophosmin leptomycin B的报道,其中一块核出口可能造成分裂的nucleophosmin中心体(110年),与中心体扩增关联。有趣的是,CRM1不是必不可少的BRCA1本地化但并刺激其目标和中心体(运动46]。此外,突变的NES废除了全身的BRCA1基因的调节能力中心体扩增DNA受损BRCA1-mutant乳腺癌细胞(见图6 (d))。感兴趣的注意,除了BRCA1和nucleophosmin, BRCA2核出口也参与调节中心体复制(111年]。
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招聘BRCA1的中心体并不取决于BARD1,事实上BRCA1 / BARD1二聚体显示更快的动态营业额,并保留远比不上单体的BRCA1 [46]。这表明蛋白质可能移动到中心体分别和组装二聚体仅是暂时性的,也许足够长的时间之前ubiquitinate基质如gamma-tubulin逃避的结构的。有进一步的证据表明,绑定BRCA1, 308年BRCA1在丝氨酸磷酸化,极光激酶导致中心体保留的BRCA1在活细胞和中心体复制的抑制作用[46]。这些观察与极光激酶的抑制微管成核的作用通过微扰BRCA1泛素连接酶活性(106年]。在未来的实验中是很重要更精确地定义是否CRM1指导BRCA1小班的一个特定的中心体(例如,母亲和女儿pericentriolar相比中心体矩阵),和不同的约束力的合作伙伴如何影响BRCA1在这些网站的交流功能。
6.4。有丝分裂纺锤体和上皮细胞极性的监管
细胞通过细胞周期进展,复制中心体成熟在G2期后期形成了有丝分裂纺锤体极身体负责装配有丝分裂纺锤体。BRCA1一直参与有丝分裂纺锤体的检查点,细胞保护,维持DNA完整性通过阻止细胞失调染色体有丝分裂退出(112年]。研究非洲爪蟾蜍光滑的卵母细胞(Joukov和他的同事113年]显示,BRCA1 / BARD1泛素连接酶活动是有丝分裂纺锤体组装所需的钢管,这涉及到绑定的BRCA1纺锤体极蛋白质TPX2 NuMa, XRhamm。在人类细胞中,BRCA1结合RHAMM hyaluronan-mediated流动性(受体),然后由BRCA1 ubiquitinated / BARD1 [114年]。BRCA1和RHAMM之间的相互作用是与乳腺癌有关,通过乳腺癌易感基因1基因突变在家族性乳腺癌和遗传变异low-penetrance HMMR轨迹(编码RHAMM)与散发性乳腺癌[115年]。BRCA1的相互关联的网络/ BARD1 RHAMM,极光,TPX2是重要的高效apicobasal上皮细胞极性,通过改变和破坏微管动力学或改变有丝分裂纺锤体可以增加患癌症的风险115年]。
7所示。定位在线粒体和对细胞凋亡的影响及药物敏感性
发现BRCA1在细胞线粒体免疫荧光显微镜和电子显微镜(51),这表明BRCA1是针对内线粒体基质,它可能在调节线粒体DNA修复中发挥作用。BRCA1变得过度磷酸化s阶段期间,正是这种形式,位于线粒体(51,52]。线粒体(BARD1也被发现84年]。当比较两个蛋白质线粒体分布相对于总胞质池,发现BARD1优先定位在线粒体的比率高于BRCA1 ~ 4倍(52]。针对phospho-BRCA1和BRCA1 / BARD1复合物线粒体可以用来修复受损的线粒体基因保护细胞的作用。在这方面,同样值得注意的是,细胞质BRCA1发现抑制macroautophagy通过减少乳腺癌细胞自噬空泡的形成(116年]。相比之下,BRCA1表达或突变状态的变化可能会增加凋亡反应在特定的条件下。例如,BRCA1基因是参与UV-induced caspase-3激活(117年的感应,caspase-9乳沟在电离辐射(81年]。有些反应改变在乳腺癌细胞表达不同的BRCA1突变,与先前的预测,变异形式的BRCA1将决定肿瘤细胞敏感性或耐药性,不同类型的化疗或放疗7]。mitochondrial-localized BRCA1在抗癌药物反应的作用是一个临床相关领域需要进一步调查。
8。结论和未来的发展方向
自最初的发现BRCA1和它的角色在细胞DNA损伤反应,过去几年见证了一个广泛的数量扩张相互作用蛋白质伙伴,细胞定位网站,这个关键乳腺癌监管的功能蛋白质。本文集中在细胞的位置和交通BRCA1和如何将这些通路调节不同类型的BRCA1基因的活动。最近的发现如上所述的动态特性BRCA1贩卖现在开放新的领域探索,包括使用蛋白质组学方法更好地定义在特定立地BRCA1蛋白复合物的组成的原子核,中心体和线粒体。特定的质谱筛查BRCA1伙伴尚未系统地使用纯化亚细胞分数和执行可能会产生重要的新绑定合作伙伴可以调节或调解BRCA1活动。此外,这将是有趣的评估不同的合作伙伴和修改(例如,SUMOylation) BRCA1影响其保留,流动性,在这些手机网站和活动。与癌症,继续调查具体改变BRCA1基因突变细胞周期检查点功能通过其传输的调制和/或活动可以提供新的见解,研究胞内穿梭的BRCA1和其misregulation突变可能对临床应用有其他影响肿瘤细胞对化疗的敏感性的变化。
缩写
| ATR: | 共济失调毛细血管扩张和Rad3-related蛋白质 |
| BARD1: | BRCA1-associated环域蛋白1 |
| BRCA1基因: | 乳腺癌易感基因1 |
| CRM1: | 染色体区域维护蛋白质1 |
| 红外光谱: | 电离辐射 |
| NLS: | 核本地化信号 |
| 新经济学院: | 核出口信号 |
| 招标书: | 红色荧光蛋白 |
| YFP: | 黄色荧光蛋白。 |
确认
作者希望感谢过去的学生和博士后同事与他的实验室有大大促成了BRCA1运输研究探讨:Drs。何塞·安东尼奥·罗德里格斯,梅根Chircop Stefan Schuchner温迪盟,神话Mok, Varsha登贝就是和斯蒂·布罗迪。他是感激Drs。理查德·贝尔和Irmgard Irminger-Finger过去有用的讨论和分享的未发表的数据。道歉,那些论文的作者和他的同事们并不认为由于特定的焦点。BRCA1研究作者的实验室里被资金支持国家卫生和医学研究委员会的澳大利亚,澳大利亚研究理事会,新南威尔士州癌症委员会,国家乳腺癌基金会。