Cell揭开细胞分裂的秘密

　　

生物通报道：从受精卵到成年人，人类细胞需要经历的分裂次数可以说是天文数字。每一次分裂时，母细胞都必须将DNA精确分配给两个子细胞。而着丝粒的完整性是细胞成功分裂的关键。

着丝粒是染色体上的一个特殊DNA区域，是纺锤丝微管的附着之处，也是姐妹染色单体在分开前相互连接的地方。分离染色体的微管要识别着丝粒，需要该区域富含一种关键的蛋白——CENP-A。

在细胞进行DNA复制准备分裂的时候，需要确保新旧DNA链的着丝粒区域填充有足够的CENP-A。在此之前人们只知道着丝粒在G1期填充CENP-A，但并不了解这一过程的具体调控机制。

日前，Whitehead研究所的Iain Cheeseman和Kara McKinley鉴定了CENP-A填充着丝粒时的两个关键蛋白，它们确CENP-A积累发生在正确的时间和地点。这项研究于七月十七日发表在Cell杂志上。

在细胞为有丝分裂做准备时，DNA复制并浓缩成为配对的染色体。微管从细胞的两端伸出，附着在被称为动粒（kinetochore）的蛋白复合体上，而动粒由CENP-A分子锚定在着丝粒上。随着有丝分裂的进行，微管将染色体排列在细胞的中部，然后再将姐妹染色单体拉开。

上述过程能否顺利进行，决定着细胞的命运。着丝粒过多、过少、不完整或者定位错误，染色体都不能正确分离，而细胞会出现异常甚至死亡。（延伸阅读：PNAS颠覆四十年细胞分裂理论）

在这项研究中，McKinley发现了两种确保CENP-A正确填充的关键激酶，Plk1和CDK。这两种激酶参与了CENP-A填充的不同步骤，只有它们都正常起作用，CENP-A才能填满着丝粒中的所有空隙。McKinley不仅解析了这些激酶的作用途径，还在此基础上干扰了CENP-A的填充时机，研究显示这种干扰会引起严重的染色体分离问题。

“着丝粒的功能处于严格的控制之下，因此人们一直认为CENP-A的填充时机应该很重要。现在，我们终于证实了这一理论，”McKinley说。

“CENP-A填充是着丝粒形成的核心步骤，”Cheeseman说，他也是MIT的生物学副教授。 “这项研究揭示了这一步骤的调控基础，有助于我们深入理解细胞分裂的具体过程。”

 

生物通编辑：叶予

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