科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

活細(xì)胞如果被比喻為一個(gè)繁忙的大都市，細(xì)胞分裂就像是這座城市的全面改造工程。現(xiàn)在，西班牙和德國(guó)研究團(tuán)隊(duì)揭示了細(xì)胞分裂過(guò)程中重組其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的機(jī)制，并借此創(chuàng)新地開(kāi)發(fā)了一種系統(tǒng)，僅需幾分鐘即可完成細(xì)胞骨架組織狀態(tài)重大轉(zhuǎn)換。該成果發(fā)表在28日出版的《自然·通訊》雜志上。

細(xì)胞分裂中的一個(gè)關(guān)鍵角色是微管細(xì)胞骨架，其為細(xì)胞提供了結(jié)構(gòu)支持，促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸，并確保了染色體正確分離。

來(lái)自西班牙巴塞羅那基因組調(diào)控中心和德國(guó)多特蒙德馬克斯·普朗克分子生理學(xué)研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種名為PRC1的蛋白質(zhì)可連接微管，并在微管重疊和染色體分離的重要區(qū)域形成結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)揮作用。然而，PRC1的活動(dòng)受到嚴(yán)密控制，從而能確保微管在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間和位置組裝。這種控制是通過(guò)一種稱為磷酸化的化學(xué)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。在這一過(guò)程中，酶會(huì)在PRC1的特定區(qū)域添加化學(xué)標(biāo)記以影響其活性。

團(tuán)隊(duì)借此開(kāi)發(fā)了一個(gè)全新系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許他們?cè)谏矬w系之外，精確控制和逆轉(zhuǎn)細(xì)胞分裂不同階段相關(guān)的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的變化。這項(xiàng)新技術(shù)使科學(xué)家能夠以前所未有的細(xì)節(jié)水平，實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞分裂的控制過(guò)程。

這一技術(shù)進(jìn)步對(duì)理解細(xì)胞分裂過(guò)程中的基本機(jī)制具有重要意義，為治療由細(xì)胞分裂異常引起的疾?。ㄈ绨┌Y）提供了新思路。同時(shí)，此類發(fā)現(xiàn)加深了人們對(duì)自然界復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)，展示了細(xì)胞內(nèi)部高度有序且復(fù)雜的系統(tǒng)運(yùn)作。

總編輯圈點(diǎn)

細(xì)胞骨架系統(tǒng)的主要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)，是“房梁”；同時(shí)，它還是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器移動(dòng)的“交通大道”。此次，科研人員觀察到PRC1蛋白質(zhì)在連接微管中的作用。他們開(kāi)發(fā)了一套系統(tǒng)，控制不同階段細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的變化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞分裂機(jī)制在更微小尺度上的觀察。小小的細(xì)胞，其實(shí)是一個(gè)復(fù)雜運(yùn)作的工廠。它如此精巧，有時(shí)甚至令人難以理解。我們只能盡力去洞察細(xì)胞的運(yùn)作機(jī)制，才能在它出錯(cuò)時(shí)擁有糾正的能力。