リソソーム分解は、染色体の不安定性を防ぐために正確な染色体分離を保証します

リソソームは、原発性分解性オルガネラとして、マクロオートファジーを含むさまざまな収束経路のエンドポイントです。これまで、リソソーム分解機能は主に間期細胞で研究されてきましたが、有糸分裂中の役割は議論の余地があります。有糸分裂は、世代間の遺伝物質の忠実な伝播を決定し、有糸分裂分裂の摂動は癌の特徴である染色体不安定性につながります。これまでに、正しい有糸分裂の進行は、主にユビキチントリガープロテアソーム依存性分解に起因する有糸分裂因子の組織化された分解に依存しています。ここでは、リソソームの障害が有糸分裂のタイミングを増加させ、有糸分裂誤差につながり、染色体の不安定性を促進するため、有糸分裂遷移もリソソーム依存性分解に依存していることを示します。さらに、有糸分裂細胞のいくつかの推定リソソーム標的を特定しました。その中で、コヒーシン調節タンパク質であるWAPLは、標的リソソーム分解のための新規SQSTM1相互作用タンパク質として出現しました。最後に、非定型核表現型であるトロイダル核を、遺伝毒性スクリーニングの新しいバイオマーカーとして特徴付けました。我々の結果は、染色体の不安定性を防ぐための不可欠なイベントとしてリソソーム依存性の分解を確立します。APC/C：後期促進錯体;ARL8B：GTPase 8bのようなADPリボシル化因子。ATG：オートファジー関連;BORC：ブロックワン関連の複合体。CDK：サイクリン依存性キナーゼ;Cenpe：Centromere Protein E;CIN：染色体不安定性。コンカ：コンカナマイシンA;CQ：クロロキン;DAPI：4,6-ジアミジーノ-2-ペニルノール;FTI：ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤。GFP：緑色の蛍光タンパク質;H2B：ヒストン2B;KIF：キネシンファミリーメンバー。LAMP2：リソソーム関連膜タンパク質2;MAP1LC3/LC3：微小管関連タンパク質1軽鎖3;MEF：マウス胚性線維芽細胞。MTOR：ラパマイシンキナーゼの機械的標的。PDS5B：PDS5コヒーシン関連因子B。SAC：スピンドルアセンブリチェックポイント。PLEKHM2：PLECKSTRIN相同性とM2を含むRUNドメイン。SQSTM1：SemeStosome 1;TEM：透過型電子顕微鏡;ULK1：UNC-51のようなオートファジー活性化キナーゼ1;UPS：ユビキチン - プロテアソームシステム。V-ATPase：液胞型H+輸送ATPase;WAPL：WAPL凝集放出係数。

Lysosomes, as primary degradative organelles, are the endpoint of different converging pathways, including macroautophagy. To date, lysosome degradative function has been mainly studied in interphase cells, while their role during mitosis remains controversial. Mitosis dictates the faithful transmission of genetic material among generations, and perturbations of mitotic division lead to chromosomal instability, a hallmark of cancer. Heretofore, correct mitotic progression relies on the orchestrated degradation of mitotic factors, which was mainly attributed to ubiquitin-triggered proteasome-dependent degradation. Here, we show that mitotic transition also relies on lysosome-dependent degradation, as impairment of lysosomes increases mitotic timing and leads to mitotic errors, thus promoting chromosomal instability. Furthermore, we identified several putative lysosomal targets in mitotic cells. Among them, WAPL, a cohesin regulatory protein, emerged as a novel SQSTM1-interacting protein for targeted lysosomal degradation. Finally, we characterized an atypical nuclear phenotype, the toroidal nucleus, as a novel biomarker for genotoxic screenings. Our results establish lysosome-dependent degradation as an essential event to prevent chromosomal instability.Abbreviations: 3D: three-dimensional; APC/C: anaphase-promoting complex; ARL8B: ADP ribosylation factor like GTPase 8B; ATG: autophagy-related; BORC: BLOC-one-related complex; CDK: cyclin-dependent kinase; CENPE: centromere protein E; CIN: chromosomal instability; ConcA: concanamycin A; CQ: chloroquine; DAPI: 4,6-diamidino-2-penylinole; FTI: farnesyltransferase inhibitors; GFP: green fluorescent protein; H2B: histone 2B; KIF: kinesin family member; LAMP2: lysosomal associated membrane protein 2; MAP1LC3/LC3: microtubule associated protein 1 light chain 3; MEF: mouse embryonic fibroblast; MTOR: mechanistic target of rapamycin kinase; PDS5B: PDS5 cohesin associated factor B; SAC: spindle assembly checkpoint; PLEKHM2: pleckstrin homology and RUN domain containing M2; SQSTM1: sequestosome 1; TEM: transmission electron microscopy; ULK1: unc-51 like autophagy activating kinase 1; UPS: ubiquitin-proteasome system; v-ATPase: vacuolar-type H+-translocating ATPase; WAPL: WAPL cohesion release factor.