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有丝分裂期间的染色体分离的解释

当一个细胞分裂 - 一个称为有丝分裂的过程 - 它的染色体需要被分离并均匀地分布到新创建的子细胞中。虽然已知这是非常复杂并且具有一系列细胞成分,但其​​许多细节仍不清楚,这妨碍了开发有丝分裂出错时的治疗方法的努力。

“自然细胞生物学”杂志上发表的一项新研究通过揭示蛋白质复合物如何聚集在染色体中心(称为着丝粒的位点)的细节,为这一过程提供了更深入的见解。在这些位点,蛋白质复合物充当锚,细胞结构组织者可通过该锚重新分配细胞内的染色体。着丝粒上的这些蛋白质复合物被称为着丝粒,称为微管的长而细的圆柱形结构附着在其上。在细胞分裂中,微管可以物理操纵染色体,将每条染色体的一半拉入一个子细胞,一半移入另一个子细胞。

在这项新的研究中,大阪大学领导的团队专注于形成和结合动粒的不同组件。一种这样的基团是CCAN蛋白,其在整个细胞周期中存在于着丝粒中,并且仅在细胞分裂发生时充当其他微管相关蛋白的结合位点。这项工作表明,形成CENP-T途径的CCAN蛋白的一个子集在通过与称为Ndc80复合物的蛋白质复合物结合确保成功的细胞分裂中占主导地位,使得微管能够附着到染色体上。

“我们主要通过选择性地删除与Ndc80复合物结合的这些蛋白质的部分来研究CENP-T途径或大致相似的CENP-C途径是否对于有丝分裂进展至关重要,”相应的作者Tatsuo Fukagawa说。“CENP-T突变体缺乏与Ndc80结合的结构域,但没有相似的CENP-C突变体,显示染色体不能分离,阻止细胞分裂并最终导致细胞死亡。”

为了证实他们的结果并揭示更多关于CENP-T在通过Ndc80复合物促进细胞分裂中的重要作用,该团队还构建了嵌合构建体,其部分由CENP-T和部分CENP-C组成。这证实了CENP-T和与其结合的分子对有丝分裂至关重要的发现。他们还发现磷酸化在调节Ndc80复合物和CENP-T之间的结合中起着至关重要的作用,并通过测量微管在有丝分裂纺锤体中施加的拉力来获得其发现的额外直接证据。

“我们的工作推翻了先前的共识,表明它是CENP-T,而不是CENP-C,通过确保准确和及时的染色体分离,通过Ndc80复合物成功进行细胞分裂,”主要作者Masatoshi Hara说。“这些发现可能为治疗动粒功能障碍和有丝分裂进展的疾病提供治疗选择,包括癌症。”

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