Crumbs (Crb) family proteins are crucial for cell polarity. Recent studies indicate that they are also involved in growth regulation and cancer. However, it is not well understood how Crb participates in mitotic processes. Here I report that Crb is critically involved in nu-clear division by interacting with Xeroderma pigmentosum D (XPD). A novel gene named gallajin-1 (galla-1) was identified from a genetic screen for crb modifiers. Galla-1 protein shows homology to MIP18, a subunit of the mitotic spindle-associated MMS19-XPD com-plex. Loss-of-function galla-1 mutants show abnormal chromosome segregation, defective centrosome positions, and branched spindles during nuclear division in early embryos. Em-bryos with loss-of-function or overexpression of crb show similar mitotic defects and genetic interaction with galla-1. Both Galla-1 and Crb protein show overlapping localization with spindle microtubules during nuclear division. Galla-1 physically interacts with the intracellular domain of Crb, but shows little binding to the Drosophila homolog of XPD. I identified a related protein Galla-2 that binds both Crb and Xpd. Loss-of-function galla-2 mutants show similar mitotic defects as galla-1 and strong genetic interaction with crb. Xpd can form a complex with Crb via Galla-2 but also by direct binding. Crb, Galla and Xpd share mutant phenotypes, and show genetic as well as physical interactions. This study reveals that Crb is required for proper chromosome segregation during nuclear division by forming a novel com-plex with Galla and Xpd, implicating a potential link between Crb and Xpd-related genome instability.
Crumbs 단백질 (Crb)은 세포극성에 매우 중요한 역할을 하고 최근에는 성장조절과 암에도 관여한다는 연구가 보고되었다. 하지만, Crb이 세포분열과정에 작용하는지에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 본 연구는 Crb 이 Xpd (Xeroderma pig-mentosum D) 단백질과 상호작용하여 세포분열과정 가운데 염색체 분리과정에서 중요하게 관여한다는 사실을 보여준다. 이를 위해 본 연구자는 초파리를 이용한 유전자 Screening 을 수행하였으며, 이를 통해 Crb의 기능을 억제하는 새로운 유전자 galla-1을 발견하였다. 이 유전자는 인간의 MIP18 단백질(방추사와 결합되어 있는MMS19-XPD 단백질복합체의 한 subunit)과 매우 유사한 아미노산 서열을 가지고 있었으며, 흥미롭게도 galla-1과 crb 의 돌연변이는 초기 배 발생과정에서 염색체 분리이상, centrosome 위치 이상, 방추사 형태이상과 같은 비정상적인 세포분열과정 보여주었다. Galla-1 과 Crb 단백질들은 서로 직접적으로 결합을 할 수 있으며, 이 복합체는 염색체가 분리되는 시기에 spindle microtubule 에 함께 존재하지만, 예상과 달리Galla-1은 초파리의XPD와의 직접적인 결합을 보여주지 못하였다. 본 연구자는 이를 설명하기 위한 추가적인 연구를 통해, Galla-1 과 유사한 아미노산서열을 가지고 있는 Galla-2가 초파리에 존재함을 확인하였고, 이 단백질이 Crb및Xpd에 결합하여 protein complex 를 형성할 수 있음을 확인하였다. 또한 galla-2 유전자는 galla-1처럼, crb과 강하게 유전적으로 연결되어 있으며, galla-2가 돌연변이를 통해 소실될 경우, 비정상적인 세포분열과정을 유발함을 확인하였다. 결과적으로crb, galla-1/2, xpd 각 유전자의 이상은 공통적으로 세포분열이 진행될 때, 비정상적인 염색체분리현상을 유발하며, 이 들은 서로 유전적, 물리적으로 상호작용을 하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 Crb 이 발생 초기의 세포분열 과정에서 Galla및 Xpd와 protein complex를 이루며, 정상적인 염색체 분리에 필요하다는 것을 보여준다. 그리고, 이러한 결과는 Crb과 Xpd 가 유전체 안정성 유지에도 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다.
