研究揭示糾錯細胞分裂細節(jié)

日期：2015-07-30 13:20:01

為首的細胞生物學家托馬斯·馬雷斯卡在馬薩諸塞大學阿默斯特,與合作者在其他地方,報告提前理解誤差修正機制的運作,幫助細胞檢測和糾正錯誤足以防止染色體mis-segregation早期細胞分裂和非整倍性,也就是說,過多或過少的染色體。

非整倍性被認為是促進腫瘤發(fā)生和腫瘤進化體生殖細胞和導致遺傳病,如唐氏綜合癥發(fā)生在生殖細胞。

邁克爾·蘭普森和賓夕法尼亞大學的同事,是第一個澄清一種酶的作用稱為極光激酶(AAK)糾錯過程,發(fā)現(xiàn)紡錘體的染色體位置的重要性和它如何影響部門的成功。

“這是令人滿意的,我們終于知道這個pole-oriented糾錯過程的細節(jié),“馬雷斯卡說。“這是一個重大的進步,你的染色體軸使你改變著絲粒相互作用微管”。

他解釋說,當一個細胞準備分裂時,它通過幾個步驟以確保每個染色體復制經常準確、一份每個染色體走向相反的兩極成為單獨的子細胞的一部分。如有絲分裂紡錘體結構,高度動態(tài)的微管,著絲粒在細胞分裂來支持這一形式。

蛋白質的著絲粒是一個大型的、復雜的蛋白質結構與微管相互作用,通過增加或減少增長和收縮子單元。主軸位置本身就像一個長臂裁判準備單獨的兩架戰(zhàn)斗機。每個染色體復制線在配置稱為bi-orientation主軸準備副本轉移到不同的角落或在細胞分離成兩個子細胞。

“你可以想象,馬雷斯卡說,“這不是完美的。有些時候,著絲粒與微管指向相同的磁極,而不是相反的兩極。如果他們呆在那個位置你最終得到的非整倍性,正確的染色體。腫瘤細胞是高度非整倍體。如果非整倍性發(fā)生在生殖細胞造成流產在大多數(shù)情況下,因為細胞無法生存。或者它可以導致發(fā)育障礙。”

當細胞犯錯誤,糾錯過程斷開從動粒微管并開始一遍又一遍。最深入研究這個過程的監(jiān)管機構,極光激酶(ABK),使磷酸化或化學修改基板,在這種情況下其他蛋白質,迫使著絲粒蛋白脫離綁定微管。

馬雷斯卡、蘭普森和他的同事們研究了ABK的近親,在高濃度AAK,發(fā)現(xiàn)在紡錘體兩極,但它的作用并不理想。研究人員發(fā)現(xiàn),AAK活動導致局部不穩(wěn)定的著絲粒和紡錘體微管之間的交互。

“這是第一次有人澄清AAK的角色在這個過程中,“馬雷斯卡說。“我們發(fā)現(xiàn),隨著壞附件轉向桿,他們遇到高水平的激酶活性。看著磷酸化的細節(jié),這是一個化學反應,我們發(fā)現(xiàn)的證據(jù)AAK磷酸化梯度在紡錘體兩極和這個活動磷酸化在著絲粒蛋白的方式是減少的動粒微管的親和力。”

這是他和他的同事們在果蠅細胞,但與Daniela Cimini弗吉尼亞理工大學的實驗室,在那里她發(fā)現(xiàn)同樣的流程保存在哺乳動物細胞。“他們看到非常類似的事情我們看到的果蠅細胞,”他說。另一個合作者,朱莉·威爾本威康信托中心的細胞生物學在愛丁堡的證據(jù)提供相同的過程在人體組織細胞。

馬雷斯卡說,“真是令人滿意的從一個無法解釋的現(xiàn)象最初觀察到在10年前,現(xiàn)在確定激酶,激酶分子的目標,然后顯示它是保存從果蠅到人類。對我來說,這是真正偉大的,因為它是罕見的實現(xiàn)所有的一套研究。”

在《華爾街日報》一篇評論,觀察人士指出,馬雷斯卡和同事的工作”表明,極光和Aurora B共享一個共同的基板的修正不當微管。