Studies on mitotic regulation of CEP152, a critical factor for centriole-to-centrosome conversion

Abstract

To regulate the number of centrosomes, only one daughter centriole can grow on a mother centriole at once. The daughter centriole needs to become a new mother centriole to be a platform for a new centriole duplication. This process becoming a mother centriole from a daughter centriole is called centriole-to-centrosome conversion. In early G1 phase of a human cell, CEP152 is localized at converted centriole and the localization of CEP152 is important for centriole assembly. Most of the researches about CEP152 in conversion has focused on the cell cycle after mitotic exit, so regulation of CEP152 with entering mitosis hasnt been reported. Here I report that centrosomal CEP152 localization is regulated by Plk1 activity through a regulation of the interaction between CEP152 and its candidate proteins in mitosis. In addition, I show that a domain for centrosomal localization of CEP152 changes with entering mitosis. Furthermore, I propose clues to connect centrosomal CEP152 regulation in mitosis with centriole-to-centrosome conversion by investigation of CPE152 domain and its interaction partner shifting.

중심체는 모체중심립과 딸중심립, 그리고 중심구로 이루어진 세포소기관이다. 하나의 모체중심립에서는 하나의 딸중심립만이 형성될 수 있고, 이것은 중심체 수를 조절하는 중요한 기작이다. 이때 형성된 딸중심립은 중심립-중심체 전환과정을 거쳐야 모체중심립이 되어 새로운 딸중심립을 형성할 수 있다. 본 연구에서 집중하고 있는 CEP152는 새로운 중심립의 형성을 시작하는데 중요하며, 전환과정이 끝난 중심립에만 위치할 수 있다. 중심립-중심체 전환이 G1기에 일어나고 중심립의 합성은 S기부터 일어나기 때문에, 현재까지의 CEP152에 대한 대부분의 연구는 세포분열기를 벗어난 시점에 집중되어 있었다. 본 연구에서는 세포분열기의 초기에 집중하여 Plk1에 의한 CEP152의 중심체 집적 조절에 대해 관찰하였다. 또한 중심체 집적에 관여하는 CEP152의 상호작용 부위가 세포분열기에 들어가면서 달라지는 것을 관찰했으며, CEP152와 상호작용 단백질 간의 결합도가 세포주기에 따라 변하는 것을 관찰했다. 본 연구는 이 관찰결과들을 통해 CEP152의 중심체 집적도가 세포분열기에 들어가며 조절되는 과정에 대한 가설을 제시한다. 더 나아가, 이러한 세포분열기 초기의 조절과정이 세포분열기를 벗어난 이후의 중심립-중심체 전환과정에도 연관되어 있을 가능성을 제시한다.