2019-04-15 22:14:01
一种新型蛋白质在有丝分裂纺锤体的形成中起着至关重要的作用

慕尼黑Ludwig-Maximilians-Universitaet(LMU)的研究人员发现了一种新的蛋白质,它在有丝分裂纺锤体的形成过程中发挥着至关重要的作用,这对于细胞分裂过程中整个染色体与每个子细胞的正确分离至关重要。

通过精确调节细胞内容物分配到两个子细胞中,在细胞分裂期间形成新细胞。因此,细胞分裂是一种基本的生物学过程,其中母细胞的复制染色体均等地分布于两个子细胞。这是通过将成对的染色体附着到称为纺锤装置(或有丝分裂纺锤体)的双极纤维网络来实现的。缩短纤维然后将两组染色体吸引到网络的相对两极,并且中心的收缩环将细胞切成两半。有丝分裂纺锤体由称为中心体的细胞器组织,中心体充当纺锤极。细胞分裂中导致染色体分离不正确的缺陷会产生严重后果,并与癌症等疾病相关。由LMU生物中心的Tamara Mikeladze-Dvali博士领导的研究小组研究了如何在中心体水平上调节细胞分裂。她和她的团队一起确定了一种蛋白质,它在动物细胞中双极纺锤体的组装中发挥着重要作用。新发现发表在Current Biology期刊上。

中心体由一对圆柱形中心粒组成,其嵌入称为周围中心材料(PCM)的无定形蛋白质基质中。在母细胞中,中心体通常存在于细胞核附近,并且在细胞分裂开始之前被复制。然后每个中心体充当纺锤体纤维组装的成核位点,其逐渐推动两个中心体分开,从而形成双极纺锤体。复制的染色体附着于从中心体发出的纺锤体纤维,并被拉向与纤维相关的杆。为了承受细胞分裂期间施加的巨大拉力和推力,中心体本身必须非常坚固。这种稳健性由PCM基质蛋白提供。

使用线虫Caenorhabditis elegans作为模型系统,Tamara Mikeladze-Dvali及其同事筛选了一系列遗传突变体,这些突变体突变了破坏有丝分裂纺锤体形成的突变。 “分析这些突变体可以告诉我们哪些因子在细胞分裂中发挥重要作用,”Mikeladze-Dvali说。 “在这种情况下,我们遇到了一种以前没有特征的蛋白质,我们将其称为'PCM缺陷-1',简称PCMD-1。”在随后的实验中,LMU研究人员在蛋白质上附加了荧光标记,使其能够追踪其在细胞中的位置,并借助CRISPR / Cas9系统特异性地删除了pcmd-1基因。这种方法使他们能够确定蛋白质对于中心体的正确组装是必需的。特别地,需要形成PCM基质,其主要由蛋白质SPD-5组成,并且负责中心体的完整性和稳健性。 “PCMD-1的缺失对中心体的连贯性和双极纺锤体的组装产生了极大的影响,这有效地阻止了正常的细胞分裂,”Mikeladze-Dvali说。

这些发现揭示了PCMD-1在控制细胞分裂中起着不可或缺的作用,并且作者认为,其特征对于我们理解中心体组装是如何被调节具有重要意义。在秀丽隐杆线虫中鉴定的绝大多数蛋白质 - 包括PCM蛋白SPD-5  - 也在高等生物中发现,它们具有相似的功能。人类SPD-5的突变已被证明是造成原发性小头畸形的遗传性疾病的原因。 “但是为了理解这种发育缺陷是如何产生的,了解更多关于如何在细胞水平调节蛋白质功能至关重要,”Mikeladze-Dvali说。

猜您喜欢的其它内容