科学家模拟细胞分裂的关键组成部分

在细胞分裂过程中，染色体必须在两个新出现的子细胞之间平均分布。每个染色体的一个拷贝被创建并保持粘合到原始染色体上，直到称为微管的线将染色体对拉开并将它们分配到两个新细胞。来自多特蒙德马克斯普朗克分子生理学研究所和慕尼黑大学基因中心(LMU)的研究人员现在分析并模拟了染色体与线的附着点的结构，称为动粒。在这个过程中，他们发现了不同的动粒蛋白如何协同工作以将染色体牢固地结合到微管上。

细胞分裂对于延续生命至关重要。如果出现问题，例如染色体的分布，可能会导致异常或癌症等严重疾病。这就是为什么科学家们热衷于掌握这个至关重要的过程的细节。

“我无法创造，我不明白。” 物理学家理查德费曼的引用是马克斯普朗克研究所所长Andrea Musacchio的指导原则。他利用它来创造必要性，因为在真实细胞中细胞分裂过程中动粒的各个组成部分的相互作用很容易不适合检查。Musacchio解释说：“只有将系统分开并简化它，我们才有机会了解动粒的工作原理 - 所以我们在实验室中对其进行了建模”。

复杂的三维拼图

动粒的核复合物含有大约30种蛋白质，使得在实验室中合成非常困难 - 就像具有乐高积木的构建试剂盒一样，它们具有不同的形状和功能。但它变得更糟：“与乐高不同，动粒中的这些蛋白质构建块彼此相互作用 - 但我们不知道如何。此外，你不能只是走进商店并挑选你需要的块子”该研究的第一作者约翰威尔报告说。

科学家们开始单独合成动粒的各种构建块，并最终设法构建了一个21个部分的人工动粒，可以将染色体与微管连接起来。整个系统在自然界中要复杂得多，因为更多的蛋白质可以在真实细胞中发挥作用。

使用该模型，科学家们能够检查动粒功能和结构的细节。他们发现蛋白质复合物CHIKMLN的七个亚基相互作用。“这增加了他们与某些合作伙伴的约束力”，参与该研究的Alex Faesen解释说。CHIKMLN通过蛋白质与染色体连接，并与十单元组装体(KMN网络)结合，后者负责微管接触。“整个结构由21个亚基组成，它们构成了染色体和微管之间的桥梁”，研究小组的另一名成员Kerstin Klare总结道。

通过对动粒进行建模，该团队为进一步研究这一重要结构的复杂结构和功能奠定了基础。他们的目标是：创建一个整体细胞分裂的人工模型。Musacchio说：“因为只有当我们能够重建这些过程和细胞成分时，我们才能真正理解它们的工作原理”。

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