Nature：細(xì)胞分裂機制研究再獲突破！

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2016-09-12 09:50:00【大中小】

在細(xì)胞分裂的過程中，染色體會被平均分配到兩個子代細(xì)胞中，每個染色體都會創(chuàng)建一個拷貝，直到產(chǎn)生微管結(jié)構(gòu)之前染色體拷貝都會粘附到原來的染色體上，所產(chǎn)生的微管結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷旧w對分開，并且平均分配到兩個新生的子代細(xì)胞中。近日，一項刊登于國際雜志Nature上的一項研究報告中，來自馬克斯普朗克研究所和慕尼黑大學(xué)的研究人員通過研究分析并且模擬了染色體與微管吸附點（著絲點）的結(jié)構(gòu)，揭示了不同的動粒蛋白如何互相協(xié)作將染色體安全地結(jié)合到微管上。

細(xì)胞分裂對于維持細(xì)胞生命非常重要，一旦某個環(huán)節(jié)出錯，比如染色體的分配異常或出錯就會引發(fā)嚴(yán)重的疾病，比如癌癥等，這就是為何研究者希望能夠盡可能清楚地解析細(xì)胞分裂的基礎(chǔ)過程的原因。研究者Andrea Musacchio引用了物理學(xué)家理查德-費曼說過的一句話“我不能創(chuàng)造的東西，我就不了解”，他指出，在細(xì)胞分裂過程中，著絲點單個組分之間的相互作用或許并不能容易地讓其進行測試，僅僅通過將該系統(tǒng)分開并且對其簡化或許就能夠幫助研究者理解著絲點的工作機制和原理。

著絲點的核孔復(fù)合體包含了30種蛋白質(zhì)，在實驗室中對其進行合成非常困難，就好象樂高積木中的很多不同形狀和功能的組件一樣；當(dāng)然并不像樂高積木，著絲點的這些蛋白結(jié)構(gòu)元件之間可以互相作用，但研究者并不清楚其作用機制是什么？為此，研究者們開始單獨合成著絲點的多個不同的結(jié)構(gòu)部件，最終設(shè)法來構(gòu)建含有21個部分的人工著絲點，該著絲點就可以將染色體同微管進行連接，整個系統(tǒng)要比自然世界中復(fù)雜得多，甚至很多種蛋白質(zhì)在真實細(xì)胞中都扮演著重要的角色。

利用上述模型，研究者就能夠精細(xì)準(zhǔn)確地檢測著絲點的功能和結(jié)構(gòu)特點，他們發(fā)現(xiàn)，蛋白復(fù)合體CHIKMLN的七個亞單位之間可以相互作用，這可以增加其同特定配偶體的結(jié)合力度；CHIKMLN復(fù)合體能夠通過一種蛋白同染色體相互連接，而且其能夠結(jié)合形成10個亞基的組裝網(wǎng)絡(luò)（KMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)），該網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)進行微管連接。整個結(jié)構(gòu)包含了21個亞單位，這些亞單位在染色體和微管之間能夠形成橋梁結(jié)構(gòu)。

通過模擬著絲點的結(jié)構(gòu)，研究小組就能夠深入研究理解關(guān)鍵的著絲點結(jié)構(gòu)的特性和功能，研究者的目的就是創(chuàng)建一整套細(xì)胞分裂的人工模型，因為理解細(xì)胞分裂的整個過程以及細(xì)胞組分的特性才能夠幫助他們理解細(xì)胞分裂的機制，并且為解析特殊疾病的發(fā)病原因及開發(fā)新型療法或?qū)⑻峁┬碌木€索和希望。

原文來源

Insights from biochemical reconstitution into the architecture of human kinetochores