科学家发现细胞分裂过程中保持着丝粒的机制

科学家们已经解决了一个长达十年的问题，即保护着丝粒的机制，着丝粒是确保DNA在细胞分裂过程中正确分裂的枢纽

这项发表在《科学》杂志上的研究表明，一种名为PLK1的蛋白质会触发一个过程，在细胞分裂过程中在正确的时间和地点协调关键蛋白质，确保每个新细胞在正确的位置都有一个着丝粒

这一发现揭示了生命中最基本的过程之一，即确保包装成染色体的细胞DNA通过多轮细胞分裂正确分离

“在人体内，每天大约有2万亿个细胞分裂。精确的染色体分离是生命本身的基础，错误可能是灾难性的。如果着丝粒缺失或位于错误的位置，那么分裂细胞之间的遗传信息就无法正确共享。

”在爱丁堡大学和慕尼黑路德维希马克西米利安大学领导这项工作的Jeyaprakash Arulanandam教授说：“在成年人中，这可能会导致许多疾病，包括癌症，而在生命的早期阶段，它可能会导致出生缺陷。”被称为CENP-a的蛋白质。但每次细胞分裂时，着丝粒处的这种蛋白质储备都必须重新填充

多年来，允许这种补充发生的精确分子事件，使着丝粒在大量细胞分裂中保持其身份和位置，一直是激烈研究的重点

另一个小组之前的研究表明，PLK1是控制CENP-A补充发生时间的分子“主”开关之一，但其作用机制仍然是个谜

该团队，包括爱丁堡大学和慕尼黑路德维希马克西米利安大学的研究人员，使用生物物理、生化、结构和细胞生物学技术来更好地了解PLK1的作用

这项研究表明，PLK1会发生化学变化，即磷酸化，转化为两种蛋白质，即Mis18α和Mis18BP1，它们是一组蛋白质的一部分，称为Mis-18复合物

之前的研究，包括Jeyaprakash Arulanandam教授团队的工作，表明Mis18蛋白复合物在细胞分裂时补充CENP-a水平方面起着至关重要的作用

这些最初的化学变化在Mis18复合物上产生了结合位点，使PLK1蛋白能够对其他Mis18蛋白进行额外的磷酸化，从而激活Mis18复合物质

研究人员发现，PLK1还磷酸化了另一种蛋白质，称为HJURP，它负责将CENP-A加载到着丝粒上

这些变化共同允许Mis18复合物作为指导，控制HJURP何时与着丝粒结合，并确保CENP-a在细胞分裂过程中在正确的位置和时间加载

“PLK1启动了一个类似于接力赛的分子过程，决定了关键蛋白质如何以及何时相互作用。它确保在每一轮细胞分裂后恢复CENP-a水平，保持着丝粒的完整性。

”这是细胞最重要的保障措施之一，对于通过无数代细胞正确转移遗传物质至关重要，这对生命的创造和维持至关重要，”爱丁堡大学该论文的主要作者之一Pragya Parashara说