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研究人员发现将细胞分裂与癌症联系起来的新见解

凯瑟琳·乌尔曼和多莉·拉乔伊正在进行细胞研究
凯瑟琳·乌尔曼和多莉·拉乔伊(摄于2020年1月)

替换老化和磨损的细胞, 身体主要使用有丝分裂的过程, 其中一个细胞分裂成两个细胞. 当细胞准备分裂时, 它复制自己的DNA,所以每个子细胞都有一个完整的副本. In this process, the DNA pieces, or chromosomes, 必须精确地分配到子细胞中. 如果一个细胞有一个不完整的DNA拷贝或者DNA被损坏, 可能导致遗传疾病和癌症等疾病.

要使细胞分裂,这两组DNA必须位于细胞的两侧. First, 通常包含DNA的隔室, the nucleus, 拆卸其保护涂层. 然后染色体被一种纤维装置分开. 在每组DNA周围形成一个新的细胞核. 最后,细胞分裂成两个,每个细胞内部都有自己重组的核室.

Scientists at 亨茨曼癌症研究所 (HCI) at the 犹他大学 (U of U)和加州大学旧金山分校的合作者 发表在杂志上的研究 Nature 扩展了大发娱乐对细胞分裂复杂过程的理解. 他们发现LEM2蛋白在细胞分裂过程中有两个重要功能. First, le2在形成细胞核的保护层中形成封印,使两组DNA免受破坏. Second, LEM2招募因子分解负责分离DNA组的纤维装置. HCI’s 凯瑟琳·乌尔曼博士在过去的六年里,他和加州大学旧金山分校的亚当·弗罗斯特博士在这项工作上进行了合作.

有丝分裂的细胞
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标记不同的成分:LEM2, the fibers, and the DNA.

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标记不同的成分:LEM2, the fibers, and the DNA. 这个过程使研究小组能够拍摄lem2,从它第一次与完整的纤维结合到它们被分解的时间. 他们观察到LEM2蛋白在纤维穿过细胞核保护层的孔处聚集并与其他蛋白(escrt)形成凝胶状密封. 这个LEM2“o型圈”有效地密封了重新成形的核涂层, 保护每一组DNA不受细胞核周围物质的伤害.

“使用大发娱乐的成像方法, 大发娱乐能够看到在细胞分裂过程中只发生在大约五分钟内的过程, 这是很难学习的东西,多莉·拉乔伊说, PhD, 他是乌尔曼研究小组的一名研究员,也是这项研究的合著者.

“两个团队在这个项目中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," Ullman said. “我的研究小组专注于活细胞中的这一过程,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对LEM2参与的其他关键细胞功能很重要, 包括更高层次的DNA组织.

作者还表明,LEM2在组装细胞核时受到破坏会导致DNA损伤,从而危及正常的细胞功能.

“这项工作为识别DNA受损的新途径打开了一扇门, 在某些情况下可能会导致癌症的发展," said Ullman.

Moving forward, 乌尔曼和弗罗斯特实验室将在这项工作的基础上,研究不当的细胞核形成和DNA损伤之间的联系. 他们将研究癌细胞如何缺乏对核组装和核修复的适当调节.

该研究得到了美国国立卫生研究院/国家癌症研究所的支持,包括P30 CA042014, R01 gm131052 (ksu), 亨茨曼癌症基金会. 弗罗斯特实验室由HHMI大发娱乐提供支持, DP2 GM110772, P50 GM082545, AvA (ALTF 455-2016)个人奖, DFG AP 298/1-1), (NSF-GRFP 1000232072).

癌症影响着大发娱乐所有人.