深圳子科生物報道：?有絲分裂（mitosis）的過程，想必每個學（you）生（wen）物（hua）的人都不陌生吧。在此過程中，細胞必須將DNA片段（染色體）精確地分配到兩個子細胞中。如果一個細胞的DNA拷貝不完整，或者DNA受損，則會導致遺傳性疾病。

近日，猶他大學Huntsman癌癥研究所和加州大學舊金山分校的研究人員在《Nature》雜志上發(fā)表了一項成果，加深了我們對有絲分裂這個復雜過程的認識。Huntsman癌癥研究所的Katharine Ullman博士和加州大學舊金山分校的Adam Frost領(lǐng)導了這項研究。

他們發(fā)現(xiàn)，核膜蛋白LEM2在細胞分裂過程中發(fā)揮兩個重要功能。首先，LEM2在細胞核的保護層上形成密封，讓兩組DNA免受損傷。其次，LEM2招募因子，來解聚那些負責分離DNA的微絲。

為了觀察LEM2在有絲分裂中的作用，研究人員利用彩色熒光標志物來標記不同組分：LEM2、微絲和DNA。他們對LEM2蛋白與微絲結(jié)合一直到微絲解聚的整個過程進行了拍攝。

他們還觀察到，LEM2蛋白集中在微絲穿過細胞核保護層的小孔處，并與其他蛋白質(zhì)（內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運復合物）形成凝膠狀密封。這種LEM2參與形成的“O形環(huán)”有效密封了重新形成的核膜，防止每組DNA受到細胞核周圍物質(zhì)的損傷。

Huntsman癌癥研究所的Dollie LaJoie博士稱：“利用我們的成像方法，我們能夠觀察到有絲分裂期間一個僅僅五分鐘的過程，而這在以往是很難實現(xiàn)的?！彼赋觯@種新型的凝膠狀結(jié)構(gòu)可能對LEM2參與的其他細胞功能也很重要，包括高級的DNA結(jié)構(gòu)。

“兩個團隊利用不同的方法來解釋LEM2的作用，從而使得項目更加高效，”Ullman說道?！拔业难芯啃〗M專注于活細胞中的分裂過程，而Frost的研究小組則側(cè)重于了解蛋白質(zhì)本身的更多信息。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些事件的破壞阻止了下游ESCRT的招募，并破壞了紡錘體的解聚，導致核完整性的缺陷和DNA損傷，這可能影響正常的細胞功能，甚至促進癌癥的發(fā)展。“這項工作為確定DNA被破壞的新途徑打開了一扇大門，”Ullman說。

未來，兩個實驗室將繼續(xù)研究細胞核的不正確形成和DNA損傷之間有何關(guān)聯(lián)。他們將探索癌細胞缺乏哪些調(diào)節(jié)機制，進而影響細胞核的組裝和修復。

原文檢索

von Appen, A., LaJoie, D., Johnson, I.E. et al. LEM2 phase separation promotes ESCRT-mediated nuclear envelope reformation. Nature (2020).