本周推荐一篇发表在NCB的文章，文章的通讯作者有五位，他们分别是中国科学技术大学的姚雪彪教授，他们课题组的方向是着丝粒的动态组装与调控；来自上海交通大学的程金科教授，他们课题组的主要研究方向是SUMO化的生理功能；来自中科院上海生化所的李劲松教授，他们课题组通过结合人造精子细胞和CRISPR-Cas9介导的Base editor系统，实现蛋白质关键氨基酸的遗传筛选；来自中国科学技术大学的刘行教授，他们课题组主要研究细胞有丝分裂的化学生物学研究以及来自中国科学技术大学的臧建业教授，他们课题组的研究方向是染色体修饰和重塑蛋白的结构和功能。
纺锤体的定位控制决定着细胞的命运，并且对器官的生成至关重要。在之前的研究中发现Gαi/LGN/NuMA的信号网络在纺锤体的定位中起着保守性的作用，然而星状微管如何动态地耦合在纺锤体的方向，目前机制还不明确。微管在有丝分裂过程中，从中心体发出，在细胞分裂中期促进染色体的排列，在后期和末期促进姐妹染色单体的运动。还有另一些微管蛋白，他们到达细胞皮层，参与有丝分裂纺锤体的正确定位。其中星状微管的稳定性受到EB1蛋白的影响，EB1是微管的核心单位也是形成微管的支架蛋白，主要负责微管的迅速伸长和收缩。之前的研究中只发现该蛋白的乙酰化在细胞分裂早期的作用，本篇文章试图研究EB1的其他翻译后修饰，以发现其对星状微管动力学在其他细胞分裂时期的作用。
首先，作者在研究时发现EB1在有丝分裂中66位赖氨酸上可以发生巴豆酰化修饰。作者为进一步验证该结果，在体内和体外分别进行免疫沉淀的实验。实验发现，细胞在细胞分裂期中巴豆酰化的水平显著增加了。通过实验发现TIP60蛋白是主要调控该蛋白巴豆酰化修饰的酰基转移酶。随后作者又通过质谱的方法验证了Lys66是EB1在细胞分裂期主要的巴豆酰化位点。为了方便实验，作者开发了CrK66的特异性抗体，为了排除乙酰化修饰作者还制备了Ack66抗体。为了测定EB1 Lys66酰化选择性，作者检测了HeLa细胞中EB1的酰化水平。作者从细菌中纯化的重组蛋白CrK66-EB1蛋白作为标准，通过定量表明，在有丝分裂中约30%的EB1蛋白发生了巴豆酰化，而乙酰化的水平低于4%。因此作者推断，在Hela细胞中，EB1的Lys的巴豆酰化是TIP60有丝分裂的特异性底物，而去巴豆酰化修饰的酶是HDAC3。
作者进一步研究了该巴豆酰化的作用，作者用TIP60的化学抑制剂NU9056处理处于细胞分裂中期的HeLa细胞，实验发现抑制剂处理的细胞出现了纺锤体定向错误，后期延迟和染色体分裂的缺陷。随后作者又发现TIP60的抑制剂只影响了巴豆酰化的水平，没有明显抑制其他乙酰化底物。在本实验中，作者很巧妙的敲除CrK66的EB1，随后观察是否过表达Crk66会产生纺锤体定向的缺陷，实验发现转入巴豆酰化修饰的EB1会对纺锤体的方向进行影响。经过一系列的实验，作者认为Lys66 的巴豆酰化对纺锤体的精确定位至关重要。
作者通过建模分析发现Lys66与β-tubulin的距离非常接近，并且在Glu386形成了盐桥，该结果暗示了巴豆酰化可能影响了微管的末端对EB1的传输作用。最后实验证实了该结论，而这个对微管动力学的调控直接控制了纺锤体的方向。通过EB1与NuMA的相互作用，对星体微管和细胞皮层建立了连接的作用，最后调节了纺锤体的方向。
本篇文章发现了EB1可以通过TIP60在66位的赖氨酸上发生巴豆酰化修饰。该修饰主要用于解除NuMA-EB1与星状微管的相互作用，从而改变纺锤体方向的异常。所以EB1的巴豆酰化建立了微管和外侧细胞皮层之间的联系，该动态变化控制了纺锤体定位的方向。
文章作者：WYK
责任编辑：LDY
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-021-00875-7
文章引用：DOI：10.1038/s41589-021-00875-7
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