克羅地亞薩格勒布 Ruđer Bošković 研究所 (RBI) 的科學家發現了 CENP-E 蛋白的驚人功能。多年來，它被認為就像一個馬達，在細胞準備分裂時將移動的染色體拉到位。這項新發現揭示了一些完全不同的東西：CENP-E 穩定了染色體和細胞內部“軌道”之間的最早連接。這有助於它們在細胞分離之前正確排列。
總之，這些研究表明，著絲粒是染色體上的小結構，曾經被認為可以獨立發揮作用，它在調節 CENP-E 方面發揮著重要作用，從而可以促進正確的分裂過程。這些結果顛覆了二十多年的既定教學，具有重要意義。這是因為染色體結合錯誤與癌症和許多遺傳性疾病有關。
為什麼要儘早確定染色體的位置？因此很重要
全身無數細胞的每時每刻。分割以極高的精度進行。一個細胞複製 30 億個 DNA 字母，並設法將完美的副本分配給兩個子細胞。
當這個微妙的過程失敗時，後果可能會很嚴重。即使染色體錯位也會擾亂發育。導致不孕或誘發癌症 細胞分裂幾乎不會產生錯誤。
多年來，研究人員相信他們了解其中的關鍵參與者：CENP-E，它通常被描述為一種運動蛋白，可將游離染色體拉向分裂細胞的中部。這個想法很簡單。已被廣泛教導 但最終它是不正確的。
研究人員發現 CENP-E 的不同作用
印度儲備銀行的兩項研究發表在《自然通訊》上，由 Kruno Vukušić 博士和 Iva Tolić 教授領導，闡明了之前的模型並提供了新的解釋。 Vukušić 博士在精心挑選的 ERC Synergy 團隊中接受了博士後研究員的培訓。現在正準備在印度儲備銀行領導自己的團隊。 Tolić 教授是世界公認的細胞生物物理學專家，也是 RBI 細胞生物物理學實驗室的負責人，曾獲得兩項 ERC 資助，並且是 EMBO 和歐洲科學院的成員。他們的工作表明，CENP-E 並不是將染色體拖到位的“肌肉”。但它是在正確的時間觸發行動以保持一切正常的主控制。
“CENP-E 並不是將染色體拉到中心的引擎，”Vukušić 說，“它是確保它們首先正確附著的因素。如果從一開始就沒有穩定性，系統就會停止工作。”
染色體運動作為交通城市
想像一下一個交通繁忙的大城市。數以百萬計的車輛擠滿了無數的十字路口。一個錯誤就可能導致整個流程停止。
現在想像一下這個場景縮小到細胞內部。染色體的作用就像載有 DNA 的火車，並有微管作為軌道來引導它們。為了使分裂成功，每條染色體必須連接到正確的軌道組並移動到中心位置。
長期存在的模型將 CENP-E 視為將滯後染色體拉到位的火車頭。薩格勒布團隊找到了一個更準確的函數。 CENP-E 並不是一個引擎，而是像一個聯軸器，將染色體和微管之間的聯繫結合在一起。當關節薄弱或缺失時，火車會停在車站的郊區，無法進一步行駛。
染色體的運動由什麼控制？
為什麼有些染色體停在細胞邊緣？答案涉及極光激酶，這是一組像嚴格的交通燈一樣工作的蛋白質。它們產生強烈的“紅色”信號，從一開始就錯誤地阻止染色體形成附著。
該系統可防止單元終端附近出現錯誤。但它可能會過於猛烈地限制染色體。 CENP-E 通過調製這些信號來幫助恢復平衡，以建立第一個正確的連接。當出現第一個穩定的粘連時，通過紡錘體形狀和微管行為自然發生排列。
“這不是使用蠻力，”Tolić 解釋道，“而是為系統平穩運行創造條件。CENP-E 的關鍵作用是維持啟動穩定性。而當這種情況發生時，剩餘的有絲分裂就會正常展開。”
重新思考長期存在的教科書模型
近二十年來，教科書將 CENP-E 描述為將染色體拉向中期板的馬達。新的研究與這一觀點相矛盾。
Tolić 說：“議會，也就是染色體的排列，與‘我們所展示的是 CENP-E 對生物定向沒有多大貢獻’有著內在的聯繫。它的重要作用是從一開始就穩定與終端設備的連接。這有助於系統正確運行。”
這一變化取代了基於力量的解釋。專注於規則和時間的一件事。其意義超出了課堂學習的範圍。
為什麼這一發現對人類健康很重要？
對於該領域之外的人來說，差異可能看起來很小。在細胞生物學中，微小的變化往往揭示重要的真相。染色體分離錯誤是癌症的一個標誌。腫瘤細胞經常顯示染色體的重複或缺失部分。這些異常通常可以追溯到附著過程中的錯誤。
通過證明 CENP-E 控制早期附著並將這種調節與 Aurora 激酶活性聯繫起來，薩格勒布團隊將以前認為單獨作用的兩個過程聯繫起來。這種連接造成了細胞分裂的弱點。它可能為糾正或減緩有害分裂的治療指明道路。
Vukušić 說：“這不僅僅是重寫模型，而是確定與疾病直接相關的機制。這為診斷和思考新療法打開了大門。”
來自歐洲和克羅地亞的支持
這項研究是通過競爭激烈的資助得以實現的，包括歐洲研究理事會的協同補助金、克羅地亞科學基金會、瑞士雙邊計劃。和歐盟發展項目
這項工作還依賴於薩格勒布大學 SRCE 中心的先進計算資源。 “現代生物學不僅僅是顯微鏡和試管，”托利奇說。 “這也是跨學科和邊界的計算和協作。”
尋找細胞複雜性的結構
從本質上講，這一發現揭示了細胞如何在持續運動中維持秩序。人體每天都會發生數万億次細胞分裂。每項活動都必須與自然混亂的拉力作鬥爭。薩格勒布的新見解有助於揭示這種一致性背後隱藏的策略之一。通過重新解釋 CENP-E 的作用並將其與其他細胞調節因子聯繫起來。該團隊使在巨大壓力下運作的流程更加清晰。
托利奇說，“通過揭示這些微觀調控因子如何合作”，我們不僅加深了對生物學的理解，也加深了對生物學的理解。但它也更接近於糾正導致疾病的失敗。
