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研究人员发现了细胞分裂与癌症之间的新联系

研究人员发现了细胞分裂与癌症之间的新联系

为了取代老化和磨损的细胞,身体主要使用一个叫做有丝分裂的过程,在这个过程中一个细胞分裂成两个。当一个细胞准备分裂时,它会复制自己的DNA,这样每个子细胞都有一个完整的副本。在这个过程中,DNA片段或染色体必须精确地分配到子细胞中。如果一个细胞的DNA拷贝不完整,或者DNA受损,就会导致基因紊乱和疾病,比如癌症。

为了使细胞分裂发生,这两组DNA必须定位在细胞的两端。首先,通常含有DNA的细胞核会分解其保护层。然后染色体被一种纤维装置分开。最后,细胞分裂成两个,每个细胞内部都有一个重新形成的核室。

犹他大学亨茨曼癌症研究所(HCI)的科学家和加州大学旧金山分校(UCSF)的合作者在《自然》杂志上发表了一项研究,扩展了我们对细胞分裂这一复杂过程的理解。他们发现蛋白质LEM2在细胞分裂过程中有两个重要的功能。首先,LEM2在形成细胞核的保护层中创造了密封,保护两组DNA不受损害。其次,LEM2吸收了一些因子,这些因子分解负责分离DNA集的纤维装置。哈佛国际学院的凯瑟琳·乌尔曼博士和加州大学旧金山分校的亚当·弗罗斯特博士在过去六年里合作完成了这项工作。

为了可视化LEM2在有丝分裂中的作用,Ullman实验室使用彩色荧光标记来标记不同的成分:LEM2、纤维和DNA。这一过程使得研究小组能够对lem2进行拍摄,从它第一次与完整的纤维结合到它们被分解。他们观察到,在纤维穿过细胞核保护层的空穴处,LEM2蛋白与其他蛋白(escrt)聚集并形成凝胶状密封。这个LEM2“o型环”有效地封闭了重新形成的核外膜,保护每一组DNA不受核周围物质的伤害。

“使用我们的成像方法,我们能够看到细胞分裂过程中大约5分钟内发生的一个过程,如果不是这样,这是很难研究的,”Ullman研究小组的研究员、该研究的合著者Dollie LaJoie博士说。

Ullman说:“这两个团队使用不同的方法来更好地解释LEM2的作用,这一事实加强了这项工作。”“我的研究小组把重点放在活细胞的这个过程上,而弗罗斯特的研究小组则致力于更多地了解蛋白质本身。”

作者指出,这种新型的凝胶状分离可能被证明对LEM2参与的其他关键细胞功能很重要,包括更高水平的DNA组织。

研究人员还发现,当LEM2与细胞核结合时,对其的破坏会导致DNA损伤,从而危及细胞的正常功能。

乌尔曼说:“这项工作为确定DNA受损的新途径打开了一扇门,在某些情况下,这可能会导致癌症的发生。”

下一步,Ullman和Frost实验室将在这项工作的基础上,调查不适当的细胞核形成和DNA损伤之间的联系。他们将研究癌细胞是如何在核组装和核修复过程中缺乏适当的调控的。

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