Nature等三篇文章：细胞分裂新机制

当一个细胞中存在过多或过少的染色体，就会导致不良后果，如出现癌症和肿瘤。奇怪的是，尽管这一进程的重要性尽人皆知，但是我们对于这一过程中，拉扯DNA-蛋白结构的物理机械力却了解甚少。

　　生物通报道：当一个细胞中存在过多或过少的染色体，就会导致不良后果，如出现癌症和肿瘤。一般来说，细胞是在有丝分裂M期通过其母细胞获得的染色体，如果这个过程出现错误，染色体分配不均，就会出现异常染色体数目，这被称为非整倍体，会导致疾病的产生。奇怪的是，尽管这一进程的重要性尽人皆知，但是我们对于这一过程中，拉扯DNA-蛋白结构的物理机械力却了解甚少。

不过近期接连发表的三篇文章，开发出了新方法，能用于分析有丝分裂过程中将染色体拉开的重要因素。

由内向外的拉扯力

分析有丝分裂过程中机械力的一种方法，就是通过除去细胞膜，研究无细胞有丝分裂系统，这种无细胞系统的优势在于除去了细胞膜，能令细胞内物质更容易被细胞器操作。采用这种方法，不少研究人员利用从非洲爪蟾中提取的两栖动物卵，进行了无细胞系统分析。然而尽管如此，这一系统依然存在不妥之处，如无法进行遗传操作，以及有丝分裂效率低。

来自欧洲分子生物学实验室等处的研究人员提出了一种解决方案：他们参与了来自果蝇胚胎的无细胞系统，这种新方法通过物理手段对分裂过程进行限制和操控，并且研究人员也可以将这种方法与各种果蝇基因技术广泛地进行结合。通过这种方法，研究人员发现了纺锤体的一些作用机制。

内部作用力

相反，来自麻省大学的助理教授Tom Maresca等人则进行了细胞内染色体机械力的分析，他们希望能了解马达蛋白和微管产生的机械力如何调控纺锤体微管和着丝粒在细胞分裂过程中，每个姐妹染色单体组装过程中的相互作用。

“染色体的双向运动，会导致姐妹染色体着丝粒产生拉力，而后者的作用在于稳定着丝粒-微管，”Maresca说，“错误非双向的‘配件’更常见，但存活短暂，因为纠错途径会使其不稳定。”

极向放散力(polar ejection force)是参与有丝分裂的机械力之一，关于这种机械力我们了解的很少，除了它是由chromokinesin蛋白产生的之外——在果蝇中称为NOD蛋白。

Maresca实验室的研究结果表明，NOD能通过两种方式产生力——聚合过程中加在微管的两端，以及直接加力。Maresca表示，“无论目前正在进行的有丝分裂特异性药物试验的结果如何，我认为都需要重新评估新抗有丝分裂化疗作用的机制”，“靶向独特但常见的癌细胞分裂各个方面，例如多中心体有丝分裂，是一个相对新颖的概念，值得期待。”

原文检索：

1. Telley, I. A., I. Gaspar, A. Ephrussi, and T. Surrey. 2013. A single Drosophila embryo extract for the study of mitosis ex vivo. Nat. Protocols 8(2):310-324.

2. Telley, I. A., I. Gaspar, A. Ephrussi, and T. Surrey. 2012. Aster migration determines the length scale of nuclear separation in the Drosophila syncytial embryo. J. Cell Biol. 197(7):887–895.

3. Cane, S., A. A. Ye, S. J. Luks-Morgan, and T. J. Maresca. 2013. Elevated polar ejection forces stabilize kinetochore–microtubule attachments. J. Cell Biol. 200(2):203-218.