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细胞分裂减慢导致小头畸形

一个人的诞生需要数十亿次细胞分裂才能从受精卵变成婴儿。在每一次分裂中,母细胞的遗传物质都会自我复制,均匀分布在两个新细胞之间。在原发性小头症(一种罕见但严重的遗传疾病)中,细胞分裂的芭蕾失调,阻碍了大脑的正常发育。日内瓦大学 (UNIGE) 的科学家与中国科学家合作,证明了单一蛋白质 WDR62 的突变如何阻止负责将遗传物质一分为二的电缆网络的正确形成。随着细胞分裂减慢,大脑没有时间完全建立自己。这些结果将在细胞生物学杂志上阅读,为细胞分裂提供了新的线索,这种现象也与癌症的发展有关。

细胞分裂是任何新生命发展的重要机制。它受到精确监管,需要协调和控制。为此,称为“微管”的电缆允许染色体中的遗传物质在两个子细胞之间平均分布。“这些微管在任何时候不断组装和拆卸以达到合适的大小,”UNIGE 医学学院细胞生理学和代谢系教授兼血液肿瘤学转化研究中心 (CRTOH) 协调员 Patrick Meraldi 解释说,谁领导了这项工作。“为了调节它们的大小,细胞使用一种蛋白质katanin(来自日本武士刀的剑)负责将微管切割成合适的长度。”

一个轻微的突变带来严重的后果

参与细胞分裂的任何基因的突变都足以导致大脑异常小和严重的神经元问题,从而严重限制了受影响个体的自主权。原发性小头畸形通常与近亲结合相关,影响的人数在 30,000 分之一到 250,000 分之一之间,具体取决于世界区域。

但是一个单一的突变怎么会产生如此严重的后果呢?为什么,如果突变基因如此重要,大脑发育是唯一受到影响的吗?回答这些问题的第一个线索出现在几年前,当时科学家们发现小头畸形中突变频率最高的基因ASPM 与 katanin(负责切割微管的分子剑)的位置和功能有关。“但这是小头畸形的核心机制还是只是针对这种突变?” 帕特里克·梅拉尔迪实验室的博士后研究员、该研究的第一作者阿曼达·格雷罗 (Amanda Guerreiro) 问道。

Katanin,一把必不可少的分子剑

细胞系的体外实验表明,与小头畸形有关的第二个最常见基因 WDR62 与 ASPM 一样,是 katanin 定位和功能所必需的。同样,科学家观察到,如果 katanin 不在正确的时间出现在正确的位置,微管就会变得太长。由于空间有限,它们受到压缩并变成 S 形,而不是笔直和拉紧。因此,当微管必须拉动染色体以将它们均匀分布在两个新细胞中时,张力不够强,一些染色体落后于其他染色体。细胞分裂机制的轻微失调足以减缓染色体的分布。由于这种延迟被细胞认为是严重的失败,许多人会死亡。小头症。

“Katanin 似乎是这种发育疾病的核心机制,”Patrick Meraldi 说。“然而,我们的工作成果要广泛得多:它可以让我们了解如何癌症细胞修改系统无休止地分裂和增殖体内。”

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