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　　最近，来自华盛顿大学和Fred Hutchinson癌症研究中心的研究人员，在国际顶级期刊《Cell》报道称，一种对张力敏感的“故障安全性”蛋白，可在我们细胞分裂的时候，确保所产生的两个细胞继承了正常数目的染色体。

最近，来自华盛顿大学和Fred Hutchinson癌症研究中心的研究人员，在国际顶级期刊《Cell》报道称，一种对张力敏感的“故障安全性”蛋白，可在我们细胞分裂的时候，确保所产生的两个细胞继承了正常数目的染色体。

当一个细胞分裂时，在被称为有丝分裂的过程中，分裂的细胞产生其每条染色体的一个副本。然后将它们进行分配，这样每个子细胞都继承了每条染色体的一个副本。如果这个过程失败，一个子细胞最终就有太多染色体，而其他子细胞则有太少染色体，所产生的细胞会死亡、发生故障，或者在某些情况下癌变。事实上，这种情况——称为非整倍性，在肿瘤细胞中是最常见的基因异常。

在这项研究中，研究人员展示了一个参与有丝分裂的关键蛋白质，如何有助于防止细胞分裂过程中的染色体异常分配，从而减少了非整倍性的风险。本文通讯作者是Fred Hutchinson癌症研究中心基础科学部的Susan Biggins，其实验室的博士后、本文第一作者Matthew Miller表示：“这些发现为细胞分裂过程提供了新的见解，并可能指导开发新的化疗药物，靶定细胞分裂机制。”华盛顿大学生理学和生物物理学副教授Charles L. Asbury也是本文共同通讯作者。

这种分子在人类中被称为ch-TOG，是一种蛋白质，它参与感知两套染色体是否被正确分配，这样，在细胞分裂之前，它们将会被吸引到相反的方向。这个蛋白质得名是因为它是由一个基因产生的，这个基因在结肠癌和肝癌中是过分活跃的，被称为Colonic-Hepatic Tumour-Overexpressed基因(ch-TOG)。ch-TOG的版本出现在许多不同的物种中，是它对于正常细胞功能必不可少的一个指标。为了方便起见，华盛顿大学的研究人员研究了存在于酵母中的一个版本，称为Stu2。

在细胞准备分裂时，Stu2通过复制每条配对的染色体，而开始起作用。每条染色体包含一个蛋白质复合体，其组成一种称为着丝粒的结构，是一个运动控制中心。当需要分离染色体对时，细细的线状细丝——称为微管，从细胞的相反两端延伸，并与着丝粒连接起来。正常情况下，来自细胞一边的微管，抓住来自一条配对染色体的着丝粒，来自细胞另一侧的微管，则依附于另外一条配对染色体的着丝粒。

当两条微管开始拉动时，复制的染色体分离，并且每条被吸引到细胞的另一侧。作者发现，Stu2是这个动粒结构的一个关键部分。为了阐明Stu2的功能，研究人员分离了着丝粒，并将它们与微珠连接在一起，然后用一束强烈的激光光束——一种称为激光陷阱的技术，将其固定在适当的位置。一旦把微珠固定到位，研究人员就能让微管附着在具有和没有Stu2着丝粒。

然后，他们把微管从珠子上拉开，逐渐增加张力，直到连接中断。这种技术允许他们在皮牛顿力（pN）的范围内测量连接的张力。1 pN是百万兆分之一牛顿力。在地球上，1 pN是大约一个血液细胞的重量。

华盛顿大学的研究人员发现，当Stu2存在时，随着张力增加，这种连接变得更加稳定。随着张力从1pN升高到5pN，连接的持续时间平均从20分钟增加到将近一个小时。然而，当Stu2被移除时，相反的事情发生了。随着张力1 pN增加5 pN，连接持续时间从34分钟下降到8.5分钟。

研究人员推测，Stu2似乎是一种“故障安全”机制，确保复制染色体的正确定位，以在细胞分裂时正确地分开。当着丝粒连接的微管来自于细胞的相反方向，并被拉到相反的方向时，它们就产生张力，使Stu2稳固这种连接。

但是，如果着丝粒连接到来自细胞相同方向的两根微管，它们或多或少在相同的方向，并产生更少的张力，Stu2采取行动破坏了连接。这使得连接中断，并给出了着丝粒另一个机会，与微管建立一种正确的连接。

Stu2 ch-TOG到底是如何这样做的，还有待于发现。有一种理论认为，它沿着叫做手指陷阱（finger trap）的儿童魔术玩具起作用，当你试图拔出插入的手指时，这种编织管会产生更大的力，但是当你把你的手指挤在一起时，它慢慢松开。

Biggins说：“这是确定的第一个分子，参与感知张力，以确保细胞继承正确的染色体，所以，在未来我们有可能在治疗中利用其功能获益。”

2014年，Whitehead研究所的Iain Cheeseman和Kara McKinley鉴定了CENP-A填充着丝粒时的两个关键蛋白，它们确CENP-A积累发生在正确的时间和地点。这项研究于七月十七日发表在Cell杂志上。

SWI/SNF蛋白质复合物——可解开紧紧包裹的DNA，也是细胞分裂的一个强有力的抑制因子。2015年，荷兰乌特勒支大学的研究人员发现了这一重要的抑制因子作用。这一研究成果在线发表于七月二日的《Cell》杂志。

2015年10月，研究人员使用来自青蛙和海星的卵子和胚胎，对细胞分裂的机制进行了基础性研究，对于“动物细胞如何控制塑造自己的力量”有了一个意外的发现。相关研究结果发表在《Nature Cell Biology》杂志。

推荐原文摘要：
A TOG Protein Confers Tension Sensitivity to Kinetochore-Microtubule Attachments
Summary: The development and survival of all organisms depends on equal partitioning of their genomes during cell division. Accurate chromosome segregation requires selective stabilization of kinetochore-microtubule attachments that come under tension due to opposing pulling forces exerted on sister kinetochores by dynamic microtubule tips. Here, we show that the XMAP215 family member, Stu2, makes a major contribution to kinetochore-microtubule coupling. Stu2 and its human ortholog, ch-TOG, exhibit a conserved interaction with the Ndc80 kinetochore complex that strengthens its attachment to microtubule tips. Strikingly, Stu2 can either stabilize or destabilize kinetochore attachments, depending on the level of kinetochore tension and whether the microtubule tip is assembling or disassembling. These dichotomous effects of Stu2 are independent of its previously studied regulation of microtubule dynamics. Altogether, our results demonstrate how a kinetochore-associated factor can confer opposing, tension-dependent effects to selectively stabilize tension-bearing attachments, providing mechanistic insight into the basis for accuracy during chromosome segregation.