科學家找到有絲分裂異常的新細節 恢復纏結的染色體可防止細胞癌變

在 2022 年 4 月 29 日發表於《細胞生物學》期刊上的一篇文章中,華威大學研究團隊通過細胞“手術”確定了癌症的起源。據悉,若在有絲分裂過程中出現異常,兩個細胞可能無法獲得正確數量的染色體。而了解異常細胞分裂的發生原因和方式,或有助於找到預防癌症的新方法。

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染色體(粉紅色)、紡錘體(藍色)與細胞膜(綠色)

若染色體在此過程中“丟失”,一些細胞可能在分裂時轉變成癌細胞。而華威大學(University of Warwick)的這項新研究,就揭示了它們是如何發生、以及如何恢復的。

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研究配圖 – 1:排斥區外未對齊的染色體被包裹在內膜中

在有絲分裂之前,細胞會首先複製所有染色體,然後將副本均分給兩個新細胞 —— 而被稱作紡錘體的蛋白質結構,在其中扮演了重要的角色(在分裂前將染色體拉向兩端)。

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研究配圖 – 2:藉助 CNEP-E 抑製劑,對穩定二倍體 RPE1 細胞中未對齊的染色體進行誘導處理。

然而細胞分裂過程並不是總那麼順風順水,有時子細胞最終會得到錯誤數量的染色體,並對其功能和未來的分裂造成傳遞影響。在超過 2/3 的實體瘤中,都可以找到這種“非整倍體”。

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研究配圖 – 3:鞘狀染色體對細胞分裂的影響

正因如此,調查這種意外狀況是如何發生的,或有助於科學家們找到預防某些形式的癌症的新方法。好消息是,華威大學研究人員剛剛介紹了他們的最新發現。

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研究配圖 – 4:鞘狀染色體促進微核的形成

新細節在於染色體會在紡錘體周圍密集的膜中發生纏結,從而阻擋它們被分選到子細胞中。而當研究人員藉助“細胞器重定位”技術來解開纏繞時,細胞分裂又會再次變得健康。

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研究配圖 – 5:鞘狀染色體的錯誤分離,會導致微核的 NE 被破壞。

通訊作者 Stephen Royle 指出:此前許多針對細胞分裂的研究,都將目光瞄向了紡錘體 —— 比如它們是如何工作的、以及為何在癌化過程中出錯。

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研究配圖 – 6:ER 在有絲分裂細胞中的可誘導重定位

而新研究將關注點轉移到了細胞分裂時的內膜上,最終明確了一點 —— 以這種方式丟失的染色體,或是引發細胞癌化的直接危險因素。

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研究配圖 – 7:通過 ER 的誘導重定位,來挽救鞘狀染色體。

目前研究人員正在努力了解染色體是如何纏結的,但後續還需開展大量深入的研究,才能最終找到有助於修復該過程、並預防某些形式的癌症的新方法。

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有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《細胞生物學雜誌》(Journal of Cell Biology)上。

原標題為《Endomembranes promote chromosome missegregation by ensheathing misaligned chromosomes》。

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