オーロラB依存性Ndc80分解が減数分裂期のキネトコア複合体を制御している

Aurora B-dependent Ndc80 degradation regulates kinetochore composition in meiosis.

• Jingxun Chen
• Andrew Liao
• Emily N Powers
• Hanna Liao
• Lori A Kohlstaedt
• Rena Evans
• Ryan M Holly
• Jenny Kim Kim
• Marko Jovanovic
• Elçin Ünal

抄録

キネトコア複合体は、染色体と紡錘体微小管をつなぐ保存された機械である。減数分裂の間、キネトコアは特殊な染色体分離パターンに対応するように再構成される。出芽酵母では、減数分裂期のキネトコアのリモデリングは、NDC80と呼ばれる単一のサブユニットのアバンダンスの時間的変化によって媒介されている。我々は以前に、NDC80のタイムリーな合成を制御する制御イベントを記述した。ここでは、NDC80のターンオーバーも減数分裂において厳密に制御されていることを報告する。Ndc80の分解は減数分裂の前段階では活性化されているが、メタフェースIでは活性化されていない。重要なことに、オーロラB依存性のNDc80リン酸化は、以前に誤った微小管-キネトコア結合の修正に関与してきたマークであり、微小管に依存しない方法でNDc80を分解するために不可欠である。Ndc80のN末端は、27-residue配列とAurora Bリン酸化部位を含み、キネトコアタンパク質の分解に必要かつ十分である。最後に、Ndc80のターンオーバーの欠損は、減数分裂細胞を染色体の偏析に陥らせる。本研究では、減数分裂細胞が制御された Ndc80 分解を介してキネトコアの組成を調節するメカニズムを明らかにし、オーロラ B 依存的なキネトコアの調節が微小管結合の変化にとどまらないことを実証した。

The kinetochore complex is a conserved machinery that connects chromosomes to spindle microtubules. During meiosis, the kinetochore is restructured to accommodate a specialized chromosome segregation pattern. In budding yeast, meiotic kinetochore remodeling is mediated by the temporal changes in the abundance of a single subunit called Ndc80. We previously described the regulatory events that control the timely synthesis of Ndc80. Here, we report that Ndc80 turnover is also tightly regulated in meiosis: Ndc80 degradation is active in meiotic prophase, but not in metaphase I. Ndc80 degradation depends on the ubiquitin ligase APC and is mediated by the proteasome. Importantly, Aurora B-dependent Ndc80 phosphorylation, a mark that has been previously implicated in correcting erroneous microtubule-kinetochore attachments, is essential for Ndc80 degradation in a microtubule-independent manner. The N terminus of Ndc80, including a 27-residue sequence and Aurora B phosphorylation sites, is both necessary and sufficient for kinetochore protein degradation. Finally, defects in Ndc80 turnover predispose meiotic cells to chromosome mis-segregation. Our study elucidates the mechanism by which meiotic cells modulate their kinetochore composition through regulated Ndc80 degradation, and demonstrates that Aurora B-dependent regulation of kinetochores extends beyond altering microtubule attachments.

© 2020 Chen et al.; Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press.