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研究证实细胞分裂期间两个纺锤体让亲本染色体保持分开
作者:互联网    日期:2018-07-17

       人们长期以来认为,在胚胎的第一次细胞分裂过程中,一个纺锤体负责将胚胎内的染色体分离到两个细胞中。这种双纺锤体形成可能解释了哺乳动物早期发育阶段(涉及最初的几次细胞分裂)发生的高错误率。纺锤体是有薄薄的管状蛋白组件(即微管)组装而成的。在动物细胞的有丝分裂期间,这些微管动态地生长并且自我组装成一个围绕着染色体的双极纺锤体。

       如今,来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员证实实际上存在两个纺锤体:一个纺锤体分离一组父本染色体,另一个纺锤体分离一组母本染色体,这意味着来自亲本的遗传信息在第一次细胞分裂过程中一直都是分开的。

       这项研究的目的是找出为何在最初的几次细胞分裂中会发生这么多错误。科学家们一直观察到亲本染色体在双细胞胚胎(two-cell embryo)的细胞核中形成两个半月形的部分,但是不能清楚地对此加以解释。
       通过关注微管---组成纺锤体的动态结构---时,观察到看到双纺锤体形成
       有丝分裂是一个细胞分裂的过程,在这个过程中,一个细胞分裂成两个子细胞。它发生在多细胞生物的一生当中,不过当生物在生长和发育时,它是特别重要的。有丝分裂的关键步骤是将相同的两个基因组拷贝传递给两个子细胞。为此,DNA经复制后组装成被称作染色体的致密线状结构。随后这些染色体附着在长长的组装成一个纺锤体的蛋白纤维上,接着这个纺锤体将这些染色体拉开,从而触发两个新的细胞形成。
       这些微管纤维向染色体生长并与它们连接在一起,从而为染色体分离到两个子细胞中做准备。通常每个细胞仅形成一个双极纺锤体,然而,这项研究表明在胚胎的第一次细胞分裂期间,存在两个纺锤体:针对母本染色体和父本染色体各形成一个纺锤体。
这种纺锤体形成提供了一种之前未知的机制,因此这可能解释了在哺乳动物胚胎的最初几次细胞分裂中观察到的常见错误。这样的错误能够导致细胞具有多个细胞核,从而阻止胚胎发育。
       如今,利用这种新机制寻找和鉴定新的分子靶标。重要的是要弄清楚它是否也存在人体中,这是因为这可能为研究如何改善人类不孕症治疗等方面提供有价值的信息。
       如果事实证实这种双纺锤体形成过程也存在于人体中,那么对人生命开始的这个定义就并不是完全准确的,这是因为这种融合的发生是在第一次细胞分裂后发生。
       鉴于胚胎对光是非常敏感的而且传统的光学显微镜方法会对它造成损伤,这种光片层扫描显微镜允许对胚胎的早期发育进行实时的三维成像。这种光片层扫描显微镜的高速扫描和空间精确极大地降低胚胎接触的光量,从而对这些之前无法观察到的过程进行详细分析。
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