Mechanism of RanGTP dependent microtubule assembly during mitosis

Abstract

During mitosis, spindle assembly involves different sources of microtubules including centrosomes and chromosomes. While the role of centrosomes has been extensively studied, we still do not fully understand how chromosomes trigger microtubule assembly thereby contributing to the formation of the mitotic spindle. The chromosomal pathway is largely determined by a RanGTP gradient centered on the chromosomes that induces the local activation of spindle assembly factors. To get a better understanding on the RanGTP-dependent microtubule assembly during mitosis we aimed at: i) Identifying new RanGTP regulated proteins involved in spindle assembly. Our results pointed to three novel proteins with a putative mitotic role in the RanGTP pathway. ii) Understanding how the RanGTP pathway regulates microtubule nucleation during mitosis. We found that TPX2 together with Aurora-A and RHAMM are part of a RanGTP-dependent complex that binds and strongly stimulates the -TuRC nucleation activity. iii) Investigating the contribution of the RanGTP pathway to spindle assembly. Our data provided novel evidences that MTs nucleated close to the chromosomes participate in the k-fibers assembly process.

Durante la mitosis, el proceso de ensamblaje del huso mitótico implica diferentes fuentes de microtúbulos incluyendo centrosomas y cromosomas. Mientras que el rol de los centrosomas ha sido extensamente estudiado, no se entiende en su totalidad como los cromosomas inducen la formación de microtúbulos contribuyendo de esta manera al ensamblaje del huso mitótico. La vía de los cromosomas está mayormente determinada por un gradiente de RanGTP, centrado en los cromosomas, que induce la activación local de factores mitóticos. Para entender el mecanismo que promueve el ensamblaje de los microtúbulos vía RanGTP durante la mitosis, este trabajo tuvo los siguientes objetivos:

i) La identificación de nuevas proteínas reguladas por RanGTP que participan en el ensamblaje del huso. Nuestros resultados apuntan a tres nuevas proteínas con un posible papel mitótico en la vía RanGTP de ensamblaje de los microtúbulos. ii) El estudio de el mecanismo para el cual RanGTP regula la nucleación de microtúbulos durante la mitosis. Hemos descubierto que TPX2 junto con Aurora-A y RHAMM son parte de un complejo RanGTP dependiente que estimula la actividad de nucleación de el TuRC. iii) El estudio del papel de la vía de RanGTP en el ensamblaje del huso. En particular, nuestros datos proporcionan nuevas evidencias sobre la participación de los MTs nucleados alrededor de los cromosomas en el proceso del ensamble de fibras cinetocóricas.