研究发现染色体液态包膜具有"减震"功能 保障细胞分裂精准性
2025-07-21 14:07
来源:诺丁汉大学
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英国科学家团队在《自然·通讯》发表突破性研究,首次证实有丝分裂染色体表面存在一种液态包膜结构,该结构赋予染色体独特的力学特性,使其在细胞分裂过程中能够像"碰碰车"一样相互弹开,避免DNA损伤。这项由诺丁汉大学、格拉斯哥大学和肯特大学合作完成的研究,为理解细胞分裂机制提供了全新视角。染色体力学与速率相关

研究团队利用新型微镊技术对单个染色体进行力学测试,发现染色体外围包膜(MCP)表现出明显的液态特征。项目负责人Daniel Booth博士解释:"当施加慢速拉力时,染色体呈现弹性;而快速拉伸则显示粘弹性,这种双相力学行为类似于披萨面团的拉伸过程。"实验证实,由癌症标志物Ki-67蛋白组织的这层液态包膜,能有效防止染色体异常黏连,确保分裂过程的正常进行。

该研究揭示了MCP的三重保护机制:

力学缓冲:液态层吸收细胞质流产生的冲击力

防黏连:使染色体保持适当间距,避免错误重组

DNA防护:降低机械应力导致的遗传物质损伤风险

特别值得注意的是,当研究人员人为去除这层包膜后,染色体立即出现异常聚集现象,导致细胞分裂失败。共同作者Amanda Wright教授指出:"这种液态包膜很可能是真核生物进化出的精密保护机制,其 dysfunction 可能与肿瘤发生密切相关。"

这项发现为癌症研究开辟了新方向。研究团队下一步将重点探索:

不同肿瘤类型中MCP的物理特性变异

Ki-67蛋白表达水平与染色体力学行为的关系

靶向MCP的新型抗癌药物开发潜力

更多信息: Tania Mendonca 等人,有丝分裂染色体外围调控染色体力学,《自然通讯》(2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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