远缘同源性与功能遗传学揭示后生动物中高度保守的 Scm3/HJURP 直系同源物

在大多数动物和真菌中，着丝粒的特异性和功能依赖于 Scm3/Holliday junction recognition protein (HJURP) 伴侣蛋白，该蛋白负责将 CENPA 沉积至着丝粒。然而，Scm3/HJURP 直系同源物在昆虫、线虫、许多脊椎动物及其他后生动物中似乎缺失，提示这些谱系中发生了根本性的伴侣蛋白替代。在本研究中，我们结合远缘同源性检测、基于 AlphaFold 的结构建模以及斑马鱼和 Caenorhabditis elegans 的功能遗传学，鉴定了此前未知的 Scm3/HJURP 直系同源物；这些蛋白定位于着丝粒，其缺失会导致灾难性的有丝分裂失败。我们进一步证明，长期被视为功能类似物的 Drosophila CAL1 实际上是一个高度分化的 Scm3/HJURP 直系同源物。尽管初级序列发生了快速分化，但预测结构和已知结构揭示了真菌、脊椎动物、线虫、昆虫及大多数后生动物中广泛保守的 CENPA-H4 结合 scm3 折叠。我们的工作阐明了快速分化如何掩盖关键着丝粒机制的广泛保守性，并为揭示缺失的直系同源物提供了一种通用策略。