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跑步机传送带确保细胞正确分裂

时间：2023-08-29 16:14:06 来源：互联网

(资料图片仅供参考)

基因组调控中心 (CRG) 的研究人员发现了蛋白质如何协同工作来调节“跑步机”，这是细胞内微管网络用来确保细胞正确分裂的机制。研究结果今天发表在《细胞生物学杂志》上。

微管是由蛋白质制成的长管，作为连接细胞内不同区域的基础设施。微管对于细胞分裂也至关重要，它们是纺锤体的关键组成部分，纺锤体将自身附着在染色体上并将它们拉开形成每个新细胞。

为了使纺锤体正常工作，细胞依靠微管来“跑步”。这涉及微管的一端(称为负端)丢失成分，而另一端(正端)添加成分。其效果就像跑步机传送带一样，其中微管似乎在连续移动而不改变其总长度。

踏车对于细胞分裂至关重要。“最可能的理论是，跑步有助于细胞通过保持张力来调节其与染色体的附着。由于微管通常从正端生长，这种张力可以通过负端不断收缩来提供，”该研究的共同第一作者 Gil Henkin 博士解释道。

尽管跑步机在细胞生物学中发挥着核心作用，但迄今为止，该过程的调节方式仍然是一个谜。该研究的作者使用了已知在微管生物学中发挥核心作用的各种分离蛋白质，将它们放在试管中并使用显微镜观察它们。

研究发现三种蛋白质对于调节跑步至关重要：KIF2A，一种属于较大蛋白质家族的蛋白质，可分解微管;γ-微管蛋白环复合物 (γ-TuRC)，一种微管生长的支架;以及 spastin，一种微管蛋白。酶的作用就像剪刀切割微管。

“拆除微管的蛋白质家族通常会蚕食微管的两端。我们惊讶地发现这个家族的一个成员——KIF2A——对负端有着强烈的偏好。这种专业化正是研究人员一直在寻找的解释为何微管在主轴中运行的原因，”该研究的资深作者、基因组调控中心研究员 Thomas Surrey 博士解释道。

在 KIF2A 能够蚕食负端之前，它需要克服 yTuRC，它的作用就像一个安全帽。该研究的共同第一作者 Cláudia Brito 博士解释说：“需要 Spastin 酶将微管从安全帽中释放出来，这样一旦微管加上末端长得足够长，KIF2A 就可以发挥作用。”

研究人员发现，正确控制跑步需要所有三种蛋白质的协调作用。虽然这项研究并没有直接转化为治疗途径，但它为细胞功能和分裂的复杂难题增添了另一块内容。“人类从一个单细胞开始，必须发育成数万亿个细胞，所有细胞都含有良好的基因组副本。这个过程极其可靠地运行是令人惊奇和重要的，因此我们在理解整体机制方面添加了一小部分拼图”，亨金博士总结道。

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