将细胞分裂与癌症联系起来的新见解
为了取代衰老和磨损的细胞,人体主要使用一种称为有丝分裂的过程,将一个细胞分为两部分。当细胞准备分裂时,它会复制其DNA,因此每个子细胞都有完整的副本。在此过程中,必须将DNA片段或染色体精确分配到子细胞中。如果一个细胞的DNA拷贝不完整,或者DNA受损,则会导致遗传性疾病和疾病,例如癌症。
为了使细胞分裂,必须将两组DNA定位在细胞的相对侧。首先,通常包含DNA的核(细胞核)会分解其保护层。然后通过纤维装置分离染色体。每个DNA集周围都会形成一个新的核。最后,该细胞分裂成两个,每个内部都有自己重新形成的核室。
犹他大学(U)的Huntsman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》杂志上发表了研究,以扩展我们对复杂的细胞分裂过程的理解。他们发现蛋白质LEM2在细胞分裂过程中具有两个重要功能。首先,LEM2在形成核的保护层中形成密封,使两组DNA免受损伤。其次,LEM2吸收了分解负责分离DNA集的纤维设备的因素。HCI的Katharine Ullman博士和UCSF的Adam Frost博士在过去的六年中就这项工作进行了合作。
为了可视化LEM2在有丝分裂中的作用,Ullman Lab使用了彩色荧光标记物标记了不同的成分:LEM2,纤维和DNA。这个过程使团队能够对LEM2进行拍摄-从它第一次与完整的光纤相关联到拆卸为止。他们观察到LEM2蛋白在纤维穿过细胞核保护层的孔处集中并与其他蛋白(ESCRT)形成凝胶状密封。这种LEM2“ O形环”有效地密封了重整的核涂层,保护了每组DNA免受细胞核周围物质的侵害。
Ullman研究人员Dollie LaJoie博士说:“使用我们的成像方法,我们能够看到一个过程仅发生在细胞分裂过程中大约五分钟的过程中,否则将很难进行研究。”小组和该研究的合著者。
乌尔曼说:“由于两个团队都使用不同的方法来更好地解释LEM2的作用,从而使该项目更加有效,这一工作得到了加强。”“我的研究小组专注于活细胞的这一过程,而弗罗斯特的研究小组则致力于了解有关蛋白质本身的更多信息。”
作者指出,这种新型的凝胶样分离可能对LEM2参与的其他关键细胞功能(包括更高级别的DNA组织)非常重要。
作者还表明,LEM2组装细胞核时受到破坏会导致DNA损伤-危害正常的细胞功能。
乌尔曼说:“这项工作为鉴定DNA被破坏的新途径打开了一扇门,在某些情况下,这可能有助于癌症的发展。”
展望未来,Ullman和Frost实验室将通过研究不正确的核形成与DNA损伤之间的联系来建立这项工作。他们将研究癌细胞如何可能缺乏对核组装和核修复的适当调节。