研究揭示纠错细胞分裂细节

为首的细胞生物学家托马斯·马雷斯卡在马萨诸塞大学阿默斯特,与合作者在其他地方,报告提前理解误差修正机制的运作,帮助细胞检测和纠正错误足以防止染色体mis-segregation早期细胞分裂和非整倍性,也就是说,过多或过少的染色体。

非整倍性被认为是促进肿瘤发生和肿瘤进化体生殖细胞和导致遗传病,如唐氏综合症发生在生殖细胞。

迈克尔·兰普森和宾夕法尼亚大学的同事,是第一个澄清一种酶的作用称为极光激酶(AAK)纠错过程,发现纺锤体的染色体位置的重要性和它如何影响部门的成功。

“这是令人满意的,我们终于知道这个pole-oriented纠错过程的细节,“马雷斯卡说。“这是一个重大的进步,你的染色体轴使你改变着丝粒相互作用微管”。

他解释说,当一个细胞准备分裂时,它通过几个步骤以确保每个染色体复制经常准确、一份每个染色体走向相反的两极成为单独的子细胞的一部分。如有丝分裂纺锤体结构,高度动态的微管,着丝粒在细胞分裂来支持这一形式。

蛋白质的着丝粒是一个大型的、复杂的蛋白质结构与微管相互作用,通过增加或减少增长和收缩子单元。主轴位置本身就像一个长臂裁判准备单独的两架战斗机。每个染色体复制线在配置称为bi-orientation主轴准备副本转移到不同的角落或在细胞分离成两个子细胞。

“你可以想象,马雷斯卡说,“这不是完美的。有些时候,着丝粒与微管指向相同的磁极,而不是相反的两极。如果他们呆在那个位置你最终得到的非整倍性,正确的染色体。肿瘤细胞是高度非整倍体。如果非整倍性发生在生殖细胞造成流产在大多数情况下,因为细胞无法生存。或者它可以导致发育障碍。”

当细胞犯错误,纠错过程断开从动粒微管并开始一遍又一遍。最深入研究这个过程的监管机构,极光激酶(ABK),使磷酸化或化学修改基板,在这种情况下其他蛋白质,迫使着丝粒蛋白脱离绑定微管。

马雷斯卡、兰普森和他的同事们研究了ABK的近亲,在高浓度AAK,发现在纺锤体两极,但它的作用并不理想。研究人员发现,AAK活动导致局部不稳定的着丝粒和纺锤体微管之间的交互。

“这是第一次有人澄清AAK的角色在这个过程中,“马雷斯卡说。“我们发现,随着坏附件转向杆,他们遇到高水平的激酶活性。看着磷酸化的细节,这是一个化学反应,我们发现的证据AAK磷酸化梯度在纺锤体两极和这个活动磷酸化在着丝粒蛋白的方式是减少的动粒微管的亲和力。”

这是他和他的同事们在果蝇细胞,但与Daniela Cimini弗吉尼亚理工大学的实验室,在那里她发现同样的流程保存在哺乳动物细胞。“他们看到非常类似的事情我们看到的果蝇细胞,”他说。另一个合作者,朱莉·威尔本威康信托中心的细胞生物学在爱丁堡的证据提供相同的过程在人体组织细胞。

马雷斯卡说,“真是令人满意的从一个无法解释的现象最初观察到在10年前,现在确定激酶,激酶分子的目标,然后显示它是保存从果蝇到人类。对我来说,这是真正伟大的,因为它是罕见的实现所有的一套研究。”

在《华尔街日报》一篇评论,观察人士指出,马雷斯卡和同事的工作”表明,极光和Aurora B共享一个共同的基板的修正不当微管。