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分子“守卫”保证染色体分裂的正常进行

更新时间:2018-10-11      [字体: 字体颜色]


染色体数量错误是细胞可能发生的最糟糕的事情之一。如果在细胞分裂过程中出现问题,可能会发生染色体数量的错误,并且可能导致不孕,流产,先天缺陷或癌症的发生。据估计,有30%的流产是由于胚胎细胞中染色体数目不正确造成的。

“了解这些基本的生物学机制如何发挥作用非常重要,这样我们才能理解当它们出错时会发生什么,”加州大学圣克鲁兹分校,细胞和发育生物学副教授Bhalla说。 “我们知道染色体数量不正确会导致遗传性疾病和出生缺陷的发生。了解这种情况的发生机制能够帮助我们预防或进行积极的诊断。”

她研究的染色体监测系统涉及一系列检查点,以确保减数分裂中的每个步骤在细胞进入下一步之前正确完成。检查点是一种分子调节机制,它可以暂停细胞周期,直到下一步能够顺利进行为止,如果发生错误,它们可以使细胞自我毁灭。

在减数分裂中,有很多步骤需要监控。体内的大多数细胞都有两组染色体,一组来自父亲,另一组来自母亲。卵子和精子细胞只有一组染色体,这样当卵子和精子合并时,受精会产生一组带有两组染色体的胚胎。

当同源染色体配对时,它们会组装一种称为联会复合体的结构,将它们固定在一起。此时,两条同源染色体通过交换DNA区段时改变遗传结构。然后,联会复合体分解,同源染色体分离成两个子细胞。

“其中一个检查点确保染色体正确接触,另外一个监测重组,还有一个确保染色体附着在将它们分开的中心体上,等等”。

减数分裂的第二部分涉及染色体的分离。在减数分裂或有丝分裂开始之前,所有染色体都会经历复制,姐妹染色单体会保持在一起。在有丝分裂期和减数分裂的第二阶段,姐妹染色单体分离进入分开的子细胞中。

在10月4日发表在Current Biology上的一项新研究中,Bhalla的实验室研究了一种名为shugoshin(日语“守护”的意思)的检查点分子。Shugoshin最初被认为是减数分裂中的重要因子,因为其能够调节姐妹染色单体与着丝粒的结合。Bhalla的实验室发现它实际上在减数分裂中扮演了更广泛的角色,建立了正确的染色体结构并确保了重组的正常进行。

“染色体参与监测他们自己的行为。“当你看到细胞分裂时,染色体排列和分离,似乎它们是被动的,但我们知道它们是积极的参与者,它们的结构有助于此。”


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