有丝分裂是细胞生命活动的重要过程,其目的是将遗传物质均等的分配给子代细胞。有丝分裂的错误将导致非整倍体子细胞,并进一步促进染色体不稳定性和癌症的发生。在有丝分裂过程中,细胞确保遗传物质均等分配的重要机制是纺锤体组装检验点。MPS1是纺锤体组装检验点中的上游激酶,其激酶活性对动点招募其它检验点组分至关重要。MPS1在检验点中的功能不可缺少,敲除或抑制MPS1激酶活性将导致检验点无法被激活,细胞快速退出有丝分裂。在细胞有丝分裂期,MPS1被高度磷酸化。经鉴定MPS1有很多自磷酸化位点,然而这些自磷酸化位点的具体功能至今没有人系统的研究过。本文中我们系统的分析了 MPS1激酶区以外N端8个自磷酸化位点在MPS1动点定位及功能中的作用。我们的研究表明MPS1通过对自身动态性的磷酸化调控其动点定位。首先,我们进一步分析了 MPS1激酶活性与其动点定位信号的相关性。与野生型相比,MPS1-676A、MPS1-676E、MPS1-686A 和 MPS1-686E 的动点定位信号均显著增强,与这些突变体部分或全部丧失了激酶活性相一致。与野生型或模拟磷酸化的MPS1-8D突变体相比,磷酸化缺陷的突变体MPS1-8A的动点定位显著增强。我们进一步研究了 MPS1-8A、MPS1-8D突变体对细胞有丝分裂进程的影响。活细胞摄影分析表明与野生型相对照,MPS1-8A表达的细胞产生短时的中期阻断。与之相反,MPS1-8D表达的细胞有较高的比例发生后期的滞后染色体,提示检验点的功能缺陷。我们还分析了相关突变体对关键的检验点效应子BubR1和Mad2动点定位的影响。与检验点功能的部分缺陷相对应,MPS1-8D突变体表达的细胞中BubR1和Mad2的动点定位具有明显的减弱。综上,动态的MPS1自身磷酸化是保证正常的有丝分裂进程所必需的。MPS1在检验点中的重要功能是众所公认的。然而,它是否在促进染色体排列中发挥重要作用有待进一步探讨。有报道说MPS1通过影响Aurora B的激酶活性进而影响有丝分裂过程中染色体的排列。然而后来更多地研究发现MPS1并不能影响Aurora B的激酶活性,那么MPS1在染色体排列过程中是否发挥作用,又是如何发挥作用的呢?我的研究细致地通过RNA干扰分析了 MPS1敲低对染色体排列的影响。我们发现敲低细胞中的MPS1仅仅导致非常微弱的染色体排列缺陷。有趣的是,我们发现利用化学小分子抑制剂抑制MPS1的激酶活性导致严重的染色体排列缺陷。通过精细的动点-微管连接分析,我们阐明了这种染色体排列缺陷与抑制Aurora B激酶的表型有所不同,提示抑制MPS1与抑制Aurora B通过不同的机制干扰染色体排列。为什么MPS1的化学小分子抑制剂与RNA干扰导致截然不同的表型?RNA干扰废除了 MPS1的动点定位,而抑制MPS1激酶活性导致其动点定位极大增强,我们推测MPS1被抑制后在动点的过度定位可能干扰了动点的组装和动点-微管的连接。进一步阐明MPS1被抑制后的动点定位机制将极大地提升我们对纺锤体检验点机制的认识。综上所述,第一,我的研究阐明了动态的MPS1白磷酸化的生理意义;第二,初步揭示了 MPS1在染色体排列中仅发挥微弱的功能。