6 research outputs found
Elucidating the molecular basis of spindle assembly checkpoint signaling
The spindle assembly checkpoint (SAC) is a highly conserved eukaryotic surveillance
mechanism that maintains genomic integrity by delaying mitotic progression until all
chromosomes have become properly attached to the mitotic spindle via their
kinetochores. Malfunction of this checkpoint leads to chromosome segregation errors
and has been implicated in tumorigenesis. SAC protein localization to unattached
kinetochores is considered to be required for checkpoint signaling.
This study employs the model organism Schizosaccharomyces pombe to investigate
the role of different checkpoint components and their interactions with each other
during the SAC signaling cascade. We examined the link between Mad1 and Bub1 to
explore the connection between upstream and downstream events during checkpoint
signaling. We found that conserved motifs in Bub1 and Mad1 are essential for Mad1
localization to the kinetochore and checkpoint activity. Furthermore, we revealed a
hitherto unknown additional function of Mad1 in creating the checkpoint signal.
Bub1 seems to act upstream of Mad1, and certain motifs in one of the kinetochore
proteins are required for kinetochore recruitment of the Bub3-Bub1 complex. Here we
provide evidence that a subset of these motifs is sufficient for this recruitment and
checkpoint activity.
The ultimate effector of checkpoint signaling is the mitotic checkpoint complex. It was
recently found that the composition of this complex is different from previously
assumed. While early work suggested the presence of one Cdc20 molecule in the
complex, latest results revealed that the mitotic checkpoint complex actually contains
two Cdc20 molecules when bound to the APC/C. We observed the same situation in
fission yeast and describe the role of conserved motifs within the checkpoint protein
Mad3 in binding to those Cdc20 molecules. We furthermore indicate a function of the
APC/C subunit Apc15 in the checkpoint that was unexpected based on work in other
model organisms.
Taken together, we added new facets to the picture of spindle assembly checkpoint
signaling and highlight similarities and differences between organisms, which
illustrate how conserved, yet versatile this signaling pathway is.Der „spindle assembly checkpoint“ (SAC) ist ein hoch konservierter, eukaryontischer
Überwachungsmechanismus der die genomische Integrität aufrechterhält, indem er
das Fortschreiten der Mitose so lange verhindert, bis die Mikrotubuli der mitotischen
Spindel sich an alle Kinetochore angeheftet haben. Eine Fehlfunktion dieses
Kontrollmechanismus führt zu Fehlern bei der Chromosomensegregation und kann
zur Tumorentstehung beitragen. SAC-Proteine konzentrieren sich an unangehefteten
Kinetochoren, was als Voraussetzung für die Entstehung des SAC-Signals gilt.
Diese Studie verwendet den Modellorganismus Schizosaccharomyces pombe um die
Rolle der einzelnen SAC-Proteine und deren Interaktionen während der SACSignalkaskade
aufzudecken. Wir haben die Verbindung zwischen Mad1 und Bub1
untersucht, um die Verknüpfung zwischen frühen und späteren Vorgängen des SACSignalwegs
zu verstehen. Dabei haben wir herausgefunden, dass konservierte
Motive in Bub1 und Mad1 essentiell sind, um Mad1 an Kinetochore zu rekrutieren
und ein SAC-Signal zu generieren. Zudem haben wir gezeigt, dass Mad1 eine
zusätzliche und bisher unbekannte Funktion im SAC hat.
Bub1 spielt früher als Mad1 eine Rolle in der SAC-Signalkaskade und bestimmte
Motive in einem der Kinetochorproteine werden für die Rekrutierung des Bub3-Bub1
Komplexes an die Kinetochore benötigt. Wir zeigen, dass ein kleiner Teil dieser
Motive bereits für die Rekrutierung und die Aktivität des Checkpoints ausreicht.
Der letztendliche Effektor des Checkpoint-Signals ist der „mitotische Checkpoint
Komplex“. Es wurde kürzlich gezeigt, dass die Zusammensetzung dieses Komplexes
von bisherigen Annahmen abweicht. Während frühere Arbeiten darauf hinwiesen,
dass ein Molekül des Cdc20 Proteins Teil des Komplexes ist, haben neueste
Ergebnisse gezeigt, dass der Komplex tatsächlich zwei Cdc20 Moleküle enthält,
wenn er an den APC/C gebunden ist. Wir beobachteten eine vergleichbare Situation
in Spalthefe und beschreiben wie konservierte Motive im Checkpoint Protein Mad3
zur Bindung dieser Cdc20 Moleküle beitragen. Zudem zeigen wir, dass die APC/C
Untereinheit Apc15 in S. pombe für Checkpoint-Aktivität benötigt wird, was basierend
auf Arbeiten in anderen Organismen unerwartet war.
Zusammenfassend konnten wir neue Aspekte des „spindle assembly checkpoint“
Signalwegs aufzeigen und haben sowohl Übereinstimmungen als auch Unterschiede
zwischen Organismen gefunden, was verdeutlicht wie konserviert aber zugleich
wandlungsfähig dieser Signalweg ist
Bub3-Bub1 binding to Spc7/KNL1 toggles the spindle checkpoint switch by licensing the interaction of Bub1 with Mad1-Mad2
The spindle assembly checkpoint (SAC) ensures that sister chromatids do not separate until all chromosomes are attached to spindle microtubules and bi-oriented. Spindle checkpoint proteins, including Mad1, Mad2, Mad3 (BubR1), Bub1, Bub3, and Mph1 (Mps1), are recruited to unattached and/or tensionless kinetochores. SAC activation catalyzes the conversion of soluble Mad2 (O-Mad2) into a form (C-Mad2) that binds Cdc20, BubR1, and Bub3 to form the mitotic checkpoint complex (MCC), a potent inhibitor of the anaphase-promoting complex (APC/C). SAC silencing de-represses Cdc20-APC/C activity allowing poly-ubiquitination of Securin and Cyclin B, leading to the dissolution of sister chromatids and anaphase onset [1]. Understanding how microtubule interaction at kinetochores influences the timing of anaphase requires an understanding of how spindle checkpoint protein interaction with the kinetochore influences spindle checkpoint signaling. We, and others, recently showed that Mph1 (Mps1) phosphorylates multiple conserved MELT motifs in the Spc7 (Spc105/KNL1) protein to recruit Bub1, Bub3, and Mad3 (BubR1) to kinetochores [2-4]. In budding yeast, Mps1 phosphorylation of a central non-catalytic region of Bub1 promotes its association with the Mad1-Mad2 complex, although this association has not yet been detected in other organisms [5]. Here we report that multisite binding of Bub3 to the Spc7 MELT array toggles the spindle checkpoint switch by permitting Mph1 (Mps1)-dependent interaction of Bub1 with Mad1-Mad2
Bub3-Bub1 Binding to Spc7/KNL1 Toggles the Spindle Checkpoint Switch by Licensing the Interaction of Bub1 with Mad1-Mad2
Mad1 contribution to spindle assembly checkpoint signalling goes beyond presenting Mad2 at kinetochores
The spindle assembly checkpoint inhibits anaphase until all chromosomes have become attached to the mitotic spindle. A complex between the checkpoint proteins Mad1 and Mad2 provides a platform for Mad2:Mad2 dimerization at unattached kinetochores, which enables Mad2 to delay anaphase. Here, we show that mutations in Bub1 and within the Mad1 C-terminal domain impair the kinetochore localization of Mad1:Mad2 and abrogate checkpoint activity. Artificial kinetochore recruitment of Mad1 in these mutants co-recruits Mad2; however, the checkpoint remains non-functional. We identify specific mutations within the C-terminal head of Mad1 that impair checkpoint activity without affecting the kinetochore localization of Bub1, Mad1 or Mad2. Hence, Mad1 potentially in conjunction with Bub1 has a crucial role in checkpoint signalling in addition to presenting Mad2