琳琳医学——生活健康网

天天彩票平台_天天彩票官网 > 今日彩票 >

有关分子监测系统的新细节,有助于检测和纠正

2019-05-08 20:54:45 今日彩票68℃

  有关分子监测系统的新细节,有助于检测和纠正细胞分裂中的错误

  2013年1月21日

  由马萨诸塞州阿默斯特大学的细胞生物学家托马斯·马雷斯卡领导的研究揭示了有关分子监测系统的新细节,该系统有助于检测和纠正可导致细胞死亡或人类疾病的细胞分裂错误。最新一期“细胞生物学杂志”报道了研究结果。

  细胞分裂的目的是在两个子细胞之间均匀分布基因组。为了实现这一目标,每条染色体必须与称为纺锤体的足球形结构正确相互作用。然而,分裂期间染色体和纺锤体之间的相互作用错误非常常见,发生在86%至90%的染色体上,有丝分裂专家Maresca说。

  “当你意识到每次细胞分裂时,46条染色体中的每一条染色体必须进入完美位置时,这并不是那么令人惊讶”。他指出。完美细胞分裂的关键是在细胞分裂为两个之前纠正危险的相互作用。

  使用果蝇组织培养细胞,Maresca和研究生Stuart Cane和Anna Ye开发了一种方法来观察和记录细胞分裂中关键参与者的图像,包括形成有丝分裂纺锤体的微管细丝和称为染色体 - 微管的位点互动。他们还研究了由分子引擎产生的力的贡献,称为极性弹射力(PEF),它被认为有助于排列纺锤体中间的染色体进行分裂。他们第一次直接测试和量化了PEF如何影响动粒的张力并影响有丝分裂的纠错。

  “我们现在还有一种强有力的新试验来研究这种张力如何调节动粒 - 微管相互作用”。马雷斯卡补充道。 “我们知道力量和张力限制了这个过程,但我们并不确切地理解这一过程。利用这种新技术,我们可以开始剖析张力如何调节纠错,以修复在分裂过程中形成的许多错误的附着中间体。

  细胞生物学家在活细胞内进行实验。在正常细胞分裂中,染色体在中心排列,其中每个染色体的两个拷贝与“分子胶”一起保持在一起。直到发出信号溶解胶水并分开。为了过度简化,每个染色体拷贝然后被拉到细胞的相反极点,在形成两个新的子细胞的情况下护送在看起来像中心的太妃子拉开的地方。

  

  在分裂期间,分子引擎沿着微管轨道拉开拷贝,微管轨道在该过程中起作用,包括通过在分裂期间在每条染色体上组装的称为动粒的大的,柔性的类似支架的蛋白质结构来缩短微管。 Maresca及其同事说,在这项研究揭示细节之前,PEF作为动粒调节器的功能一直未被充分认识。

  总的来说,这个精心策划的过程可以防止诸如非整倍性等严重问题,即子细胞中的染色体过多。体细胞或体细胞中的非整倍性导致细胞死亡,并且是大多数癌细胞的标志。但是在卵子或精子中,它会导致严重的先天缺陷和流产。

  相关故事细胞操作可能很快停止或逆转衰老突破性研究突出了肌肉萎缩症细胞疗法的前景科学家揭示了与衰老相关的破坏性细胞效应

  在正确排列的分裂中,来自相对纺锤体的微管将染色体拷贝拉向相反的两极,但它们用分子胶粘在一起直到适当的时刻。这在动粒上产生张力并稳定它们与微管的相互作用。然而,如果附着物是坏的或同义的,则两个拷贝都附着在同一极上,导致染色体错误分离和非整倍性(如果未校正的话)。 “细胞具有监视机制,允许它们在分割染色体之前等待每个染色体正确排列”。马雷斯卡说。 “在我们的电影中很明显,细胞等待最后的动粒在向前移动前正确定位。”

  为了在分子水平上研究这一点,Maresca及其同事设计了一些实验来欺骗细胞机器过度表达产生PEF的分子引擎。令人惊讶的是,这引起了一种称为同步附着的不良动粒 - 微管相互作用的急剧增加。它们还使用不同颜色的分子引擎驱动蛋白荧光标记染色体,微管,动粒,以使用UMass Amherst能够成像单个分子的特殊显微镜实时显示相互作用。量化产生力的分子引擎的荧光量,他们能够评估PEF在细胞中的相对强度。

  Maresca说,“我们看到检测途径阻止分子胶溶解,直到每个染色体正确排列。延迟使细胞有时间纠正错误。我们认为这些不良的同义词附件通常非常短暂,因为它们没有适当的张力。然而,当我们通过实验提升PEF时,在通常不会处于紧张状态的附着物处引入张力,基本上诱使细胞认为这些染色体是正确对齐的。

  绘制了同义附着物的百分比与PEF的数量,Maresca及其同事观察到错误率高达80%至90%,反映并支持其他人在不同细胞类型中的早期工作。 “在具有升高的PEF的细胞中,校正途径被覆盖,检测机制被沉默并且结果是灾难性的,因为它导致严重的非整倍性。这项研究告诉我们一个重要的分子引擎如何产生PEF以及这种力如何影响细胞分裂的准确性。

  资料来源:马萨诸塞大学阿默斯特分校

搜索
网站分类