https://doi.org/10.1083/jcb.202401036
Abstract
The histone locus body (HLB) is a membraneless organelle that determines the transcription of replication-dependent histones. However, the mechanisms underlying the appropriate formation of the HLB in the nucleus but not in the cytoplasm remain unknown. HLB formation is dependent on the scaffold protein NPAT. We identify KPNA3 as a specific importin that drives the nuclear import of NPAT by binding to the nuclear localization signal (NLS) sequence. NPAT undergoes phase separation, which is inhibited by KPNA3-mediated impairment of self-association. In this, a C-terminal self-interaction facilitator (C-SIF) motif, proximal to the NLS, binds the middle 431–1,030 sequence to mediate the self-association of NPAT. Mechanistically, the anchoring of KPNA3 to the NPAT-NLS sterically blocks C-SIF motif-dependent NPAT self-association. This leads to the suppression of aberrant NPAT condensation in the cytoplasm. Collectively, our study reveals a previously unappreciated role of KPNA3 in modulating HLB formation and delineates a steric hindrance mechanism that prevents inappropriate cytoplasmic NPAT condensation.
요약
- KPNA3의 핵심 역할: KPNA3는 NPAT의 핵 내 수입을 담당하며, NPAT의 NLS(Nuclear Localization Signal) 서열과 상호작용하여 히스톤 좌체(HLB) 형성에 기여합니다.
- NPAT의 응축 및 핵 내 수입 기전: NPAT는 상 분리(phase separation)를 통해 HLB를 형성하지만, KPNA3는 NPAT의 자기결합(self-association)을 억제하여 세포질 내 비정상적 응축을 방지합니다.
- C-SIF 모티프의 발견: NPAT의 C-SIF(C-terminal self-interaction facilitator) 모티프는 NPAT의 자기결합을 촉진하며, 이 모티프와 인접한 NLS에 KPNA3가 결합하면 응축이 억제됩니다.
- KPNA3의 입체적 방해 기작: KPNA3는 NPAT의 NLS에 결합하여 C-SIF와 중간 영역의 결합을 물리적으로 차단하여 세포질에서 NPAT 응축을 억제하는 입체적 방해(steric hindrance) 전략을 사용합니다.
- 암 및 세포 분열과의 연관성: NPAT의 핵 내 수입 및 응축 조절은 히스톤 유전자 전사와 세포 분열에 필수적이며, KPNA3의 기능 이상은 유방암과 같은 질환과 관련이 있습니다.