細胞通過有絲分裂,將復制后的染色體平均分配給兩個子細胞。如果這一過程出現了染色體數的異常,就會導致癌癥和其他疾病。因此理解有絲分裂的具體機制,對于相關疾病的治療非常重要。
日前,科學家們對有絲分裂的重要一步進行了深入研究,鑒定了調控著絲粒和微管纖維相互作用的關鍵蛋白,文章發表在Cell旗下的Developmental Cell雜志上。領導這項研究的是Carnegie科學研究所鄭詣先教授,和中科院上海生科院生化與細胞所的朱學良研究員。
在有絲分裂的過程中,染色體的平均分配需要許多蛋白正確裝配到著絲粒(包括Bub3),幫助著絲粒與作為細胞支架的微管相互作用。著絲粒和微管負責提供染色體分配所需的力和細胞結構。
研究人員通過超高分辨率顯微鏡,詳細解析了微管被著絲粒“捕獲”,共同引導染色體在赤道板處列隊的過程(chromosome alignment)。他們發現,一個包含GLEBS序列的鋅指蛋白BuGZ,可以調控著絲粒與微管的相互作用。
研究顯示,BuGZ通過其保守的GLEBS直接結合并穩定Bub3。另外,BuGZ還通過它的微管結合域幫助Bub3裝配到著絲粒上。而Bub3的這種裝配被認為是著絲粒與微管互作的起始,是染色體正確列隊所必須的事件。
“以往的有絲分裂研究主要針對微管和著絲粒,因為這是人們觀察到的最明顯的結構。我們的工作現實,拓寬研究范圍非常重要,有助于深入理解DNA分配的準備工作,”鄭教授說。
研究指出,BuGZ不僅是Bub3的分子伴侶,還能夠促進Bub3裝配到著絲粒,幫助染色體在有絲分裂中正確分離。
朱學良研究員簡介:
中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所副所長,細胞生物學國家重點實驗室主任
1985年畢業于中國科技大學生物系,1988年在該校獲碩士學位。1990年赴美,以聯合培養方式先后在加州大學圣地亞哥分校病理系及德州大學圣安東尼奧健康科學中心生物技術研究所進行四年博士論文工作,從事腫瘤抑制蛋白Rb功能的研究。1995年在中科院上海細胞所獲博士學位,同年成為上海生命科學研究中心的博士后并任課題組長。1997年被聘為研究組長,副研究員,1999年晉升研究員,博士生導師。次年轉入中科院上海生命科學研究院生化與細胞所。2001年3月至8月在加州大學伯克利分校進行訪問研究。2001年獲國家杰出青年基金支持。《細胞生物學雜志》副主編、《實驗細胞學報》、《生物化學與生物物理學報》、《Cell Research》編委、全國膜與細胞生物物理專業委員會委員、上海細胞生物學會理事。
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