有丝分裂染色体何以正确分离？

 染色体负责携带我们的基因，并且保护有助于确保正常、健康生长的信息，其携带的重要指令，通过一个称为有丝分裂的过程，在细胞之间进行传递。虽然几十年来这种复制机制已得以很好的理解，但是，科学家一直无法准确地描述，当有丝分裂发生时遗传信息是如何被保护并正确分离的。

最近，来自美国Wistar研究所的一项最新研究发现，蛋白质之间的一种相互作用，在染色体装配中发挥关键作用，以便于重要的遗传信息能够被安全地传递。这项研究结果发表在八月六日的《Molecular Cell》杂志。延伸阅读：Nature子刊：细胞分裂的一个关键组分得以揭示。

为了了解分裂细胞如何保护和忠实地分离已被转录的基因，研究人员集中研究一个存在于人类细胞中的蛋白复合物，称为凝缩蛋白（condensin）。这组蛋白质有助于将人类基因组中的20000多个蛋白质编码基因，压缩在细胞核内可以放下的结构中。最近的研究发现，凝缩蛋白基因在各种癌症中是严重突变的。这些突变可通过基因表达的调节异常以及染色体不稳定，促进致癌过程。

Wistar研究所基因表达与调控项目副教授Ken-ichi Noma博士，研究一个细胞的细胞核破坏如何可以导致癌症。确定负责保护染色体的蛋白质之间的关系，是我们了解更多关于“致病基因的第一次中断”的关键一步。

Noma说：“凝缩蛋白如何能够装配有丝分裂染色体的特定结构呢？这种组织如何能促进有丝分裂过程中的分离呢？这是基因组生物学研究所面临的两个重要问题。我们相信，这项研究为这些重要的问题，提供了一个分子基础。”

此前，Noma实验室发现，许多基因与着丝粒有关联。着丝粒是两个染色单体（新复制的染色体的拷贝）摆放的位置，以便在有丝分裂过程中进行正确的分离。凝缩蛋白可介导RNA聚合酶III转录基因（简称聚合酶III基因）和聚合酶II转录的“看家”基因的聚类，它们对于每个细胞的正常功能是必要的。然而，科学家们并不知道“凝缩蛋白到底如何被招募来帮助这个过程的”。

在这项研究中，Noma及其同事发现了将凝缩蛋白和有丝分裂联系起来的蛋白质相互作用。通过在酵母中研究有丝分裂，他们确定了一个称为Cnd2的凝缩蛋白亚基，可直接结合一个蛋白，叫做TATA盒结合蛋白（TBP）。TBP是每种转录因子类型所必需的一个普通转录因子。当Cnd2结合TBP时，它将凝缩蛋白招募到Pol III基因和Pol II转录的管家基因上。当这一切发生的时候，凝缩蛋白将这些基因结合到着丝粒上，这样，当有丝分裂过程中染色质被分开时，遗传信息仍然受保护，并且是完整的。

Noma指出：“这个基因组组织机制，有助于有丝分裂过程中重要遗传物质的有效传递。通过更好地了解这个重要的过程，我们现在可以探讨，当这种现象被破坏时所引发疾病的起源。”

Wistar研究所主席和CEO、Wistar研究所癌症中心主任Dario C. Altieri博士说：“这项研究可以拓宽我们对重要生物学过程的基本机制的理解，在这种特殊的情况下，在指细胞分裂过程中的染色体分离。从这一类型研究获得的信息，对于我们更好地了解人类疾病和潜在的新疗法，是十分关键的。”