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张学敏院士Nature子刊文章解析染色体稳定性

日期:2016-10-13 08:52:59

 军事医学科学院的研究人员在新研究中证实了NKAP是有丝分裂的一个新的关键调控因子,如果NKAP失控会引发染色体稳定性降低,从而导致肿瘤发生。

 

这一研究成果公布在103日的Nature Communications杂志上,文章的通讯作者是军事医学科学院的张学敏(Xue-Min Zhang)研究员和夏晴(Qing Xia)副研究员,第一作者是李腾博士。张学敏是我国著名的肿瘤分子生物学家,主要从事炎症与肿瘤发生关系的研究。关于“炎症诱发肿瘤”一系列重要分子事件的发现,是该领域国际上的突破性进展,对将肿瘤防治阵线前移到针对“炎症诱发肿瘤”阶段进行干预具有重要价值。2011年当选为中国科学院院士。

 

细胞在有丝分裂中期,染色体在赤道板上的列队对于母细胞将遗传物质平均分配到两个子细胞至关重要。如果这个过程发生了失控,就会导致基因组不稳定,引发癌症。一直以来,科学家们认为肿瘤细胞的一个显著的特征是染色体不稳定(Chromosomal instabilityCIN),肿瘤细胞中的染色体数量或增加或减少,并且这种变化的速度比正常的细胞快很多,因此解析染色体失去稳定性的成因,对于解释癌症发展具有重要意义。

 

在这篇文章中,研究人员发现一个关键蛋白:NF-κB activating protein (NKAP),即NF-κB激活蛋白,是染色体通过锚定蛋白CENP-E向着丝粒靠近的列队过程中的关键作用因子。

 

CENP是着丝粒马达蛋白,关于这个因子,国内学者取得了许多重要的成果,如去年生物物理所的研究人员清楚地揭示了CENP-A如何装配到着丝粒区。

 

而这项研究通过NKAP敲除实验,发现敲除NKAP会引起人体细胞染色体列队失序,前中期被捕获。研究表明NKAP能动态定位在着丝粒上,而且也是CENP-E着丝粒定位必需的元件。

 

通过进一步研究,研究组成员还发现NKAP在有丝分裂过程中会发生泛素化,而这是NKAP结合到CENP-E的关键所在。如果NKAP无法正常泛素化,那么就无法支持CENP-E在着丝粒上的定位,以及染色体列队。

 

更重要的是,缺失NKAP会引发成熟细胞出现非整倍体,这在人软组织肉瘤中已经被发现。这些研究结果表明,NKAP是有丝分裂的一个新的关键调控因子,如果NKAP失控会引发染色体稳定性降低,从而导致肿瘤发生。