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細(xì)胞分裂過程中染色體的不正確分布會帶來災(zāi)難性的后果

2020-07-02 09:40來源：生物谷


日本筑波-染色體形式的DNA是生命的基本組成部分，這已不是什么秘密。細(xì)胞分裂過程中染色體的不正確分布會帶來災(zāi)難性的后果。不平衡的染色體拷貝或非整倍性是腫瘤的標(biāo)志，并影響包括人類在內(nèi)的所有生物的發(fā)育和存活。

細(xì)胞如何傳播遺傳物質(zhì)已經(jīng)使研究人員著迷了幾個(gè)世紀(jì)。在2020年6月發(fā)表于《核酸研究》上的一項(xiàng)研究中，筑波大學(xué)的研究人員在木村敬二副教授的帶領(lǐng)下，確定了一種新的蛋白質(zhì)復(fù)合體NWC，它參與了染色體的分布。


NWC與核仁(一種無膜的核內(nèi)結(jié)構(gòu))相關(guān)，并在細(xì)胞分裂過程中重新定位到染色體的外圍。這種蛋白質(zhì)復(fù)合物包含三種不同的蛋白質(zhì)：NOL11，WDR43和Cirhin。NOL11通常與核仁相關(guān)，而WDR43和Cirhin是WD重復(fù)蛋白。木村副教授說：“這項(xiàng)研究很重要，因?yàn)槠駷橹梗巳实鞍椎挠薪z分裂功能尚未得到充分表征。”


該團(tuán)隊(duì)使用免疫熒光技術(shù)檢測了NOL11在人細(xì)胞中的定位。使用專門的顯微鏡，蛋白質(zhì)的位置可以通過其“發(fā)光”顯示出來。他們發(fā)現(xiàn)，NOL11在有絲分裂或核分裂過程中位于染色體的外圍。木村副教授解釋說：“當(dāng)我們檢查NOL11蛋白時(shí)，我們意識到它沒有任何功能性基序。然后，我們探索了它可能與其他蛋白復(fù)合的功能。”


使用先進(jìn)的分子技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)確定了NWC復(fù)合物并對其進(jìn)行了表征。他們檢查了從復(fù)合物中去除單個(gè)蛋白質(zhì)的效果，發(fā)現(xiàn)NWC定位于染色體并在有絲分裂中起作用需要所有三個(gè)組件。減少細(xì)胞中NWC的量會導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)程不完全，從而導(dǎo)致染色體無法分離，錯(cuò)位，以及準(zhǔn)確的染色體分布所需的蛋白質(zhì)的位置和濃度存在缺陷，包括Aurora B，粘著蛋白復(fù)合物和組蛋白H3磷酸化。


Kimura副教授及其同事提出的結(jié)果表明，NWC通過允許Aurora B在著絲粒處積累(部分通過調(diào)節(jié)組蛋白磷酸化)而在有絲分裂染色體穩(wěn)定性中發(fā)揮特定作用。NWC如何精確控制著絲粒附近的組蛋白磷酸化仍有待確定。


鑒于正確的染色體傳播對于生命和疾病的預(yù)防至關(guān)重要，因此這些結(jié)果可能會成為尋找基因的新焦點(diǎn)，這些基因突變后會導(dǎo)致非整倍性或染色體拷貝失衡。