细胞生物学家破译信号，确保不留下染色体

从单个细胞开始，生物体经历数以百万代的分裂，最终产生骨骼、心脏、大脑和其他构成生物的成分。这一复杂过程中的主要原因是DNA通过称为染色体的离散包中的每个后续细胞分裂而转移。

在有丝分裂过程中，人类细胞的染色体(灰色区域)排列一致。这个被称为“动点”的区域(带有黄色、红色和青色标记)是检查点信号的来源，该信号作为防止过早细胞分裂的安全检查手段，也是加州大学圣迭戈分校研究人员的重点。

至关重要的是，所有的染色体都被复制并且精确地分布在每一代的细胞分裂。如果遗传的染色体组分被改变，即使是轻微的改变，出生缺陷和某些癌症也会产生。

发表在《科学》杂志上的一项新研究，由博士后学者巴勃罗·拉拉-冈萨雷斯(PabloLara-Gonzalez)领导，生物科学系Arshad Desai教授和他们的同事探讨了每次细胞分裂时染色体是如何正确遗传的奥秘。拉拉-冈萨雷斯和德赛利用一种新的探测器来监控这一过程的一个关键方面，详细介绍了“等待”信号背后的机制，以确保细胞分裂不会过早启动。

研究人员将研究集中在细胞中的一种叫做“纺锤体检查点”的通路上，这是一种保证细胞分裂过程中染色体精确遗传的质量控制机制。纺锤体检查点通路被激活在染色体上的一个叫做“动点”(Kinetochore)的位置上，这是一个机械的界面，蛋白质纤维在这个界面上被耦合。

“当运动家务活不附着在这些蛋白质纤维上时，它们会发出‘等待’信号，阻止细胞分裂，从而给附件形成时间，”德赛说，他是细胞与发育生物学(生物科学系)和细胞与分子医学系(医学院)的教授。这样，细胞就能确保所有的染色体在细胞分裂之前就被正确地连接，并准备好被分开，从而没有留下任何染色体。

在科学论文中，研究人员描述了等待检查点信号是如何在染色体中没有连接的运动杂务中具体产生的。巧合的是，他们发明了一种荧光探针，使他们能够第一次观察在细胞里运动杂务中等待信号产生的关键分子事件。

拉拉-冈萨雷斯说：“这项研究发现了一种关键的‘媒人’分子，它汇集了两个不喜欢单独交往的等待信号的成分。”“这些发现有助于解释为什么‘等待’检查点信号是选择性地在运动家务活中产生的，而不是在牢房的其他地方产生的。”

研究人员说，这项发现为在某些疾病(如癌症)中降低染色体遗传的准确性提供了一个框架。

更多信息：Pablo Lara-Gonzalez et al, A tripartite mechanism catalyzes Mad2-Cdc20 assembly at unattached kinetochores, Science (2020). DOI: 10.1126/science.abc1424