eLife意外发现:为什么在癌症中这个过程会出错?

【字体: 时间:2020年01月14日 来源:生物通

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  “作为一个细胞生物学家,你梦想找到一种新的细胞结构,但这是不太可能的。自从17世纪以来,科学家一直在研究细胞,因此可以发现未曾发现的、惊人的东西。”

  

来自华威医学院生物医学细胞生物学部门Stephen Royle博士领导的一项研究,发现了一种细胞结构,可以帮助科学家了解“为什么人们会患上一些癌症”。

这一发现公布在elife杂志上。Royle博士指出:“作为一个细胞生物学家,你梦想找到一种新的细胞结构,但这是不太可能的。自从17世纪以来,科学家一直在研究细胞,因此可以发现未曾发现的、惊人的东西。”

在这项研究中,研究人员首次确定了一个叫做“mesh(网格)”的结构,它有助于让细胞结合在一起。改变了我们对细胞内部支架分子的理解。这一结果也影响着研究人员对癌细胞的理解,因为这种网格结构部分地是由一种蛋白构成的,这种蛋白存在于某些癌症中,如乳腺癌和膀胱癌。

华威医学院的研究人员,在研究微管(部分细胞内部骨架)之间的差距时,意外地发现了这一结果。正在分裂的细胞当中,这些差距极小,只有25纳米宽——比人的头发还要细3000倍。

Royle博士的一位博士生使用称为X线断层摄影术(就像医院的CAT,但是规模要小得多)的技术,检查分裂细胞中称为有丝分裂纺锤体的结构。这意味着他们能够看到后来被命名为网格的结构。

有丝分裂纺锤体是细胞的一种方式,当它们分裂成每个新细胞时确保它们有一个完整的基因组。有丝分裂纺锤体是由微管构成的,网格结构让微管结合在一起,从而提供支撑。虽然之前有研究已经观察到有丝分裂纺锤体中的“微管间桥梁”,但是这是首次有研究观察到网格结构。

这项研究得到了英国癌症研究中心和西北癌症研究中心(NWCR)的资助和支持。Royle博士说:“我们一直在2D范围内搜寻,这给人的印象是,“桥梁”将微管连接、结合在一起。自20世纪70年代以来这已经为人所知。突然之间,三维视图中倾斜的纤维向我们表明,桥梁完全不是单个的支柱,而是将所有微管连接在一起的网状结构。”

这一发现影响着癌细胞研究。当细胞分裂成两个新的细胞时,它就需要准确地分配染色体,否则,新的细胞就可能具有错误的染色体数目。这被称为非整倍性,与一系列不同的人体器官肿瘤有关。

有丝分裂纺锤体负责分配染色体,华威大学的研究人员认为,这种新的网格结构,是以给予结构支持所必需的。如果来自网格和纺锤体的支持太少,就不能正常工作,但是太多的支持则会导致无法纠正错误。有研究发现,组成网格的一个蛋白质——TACC3,在某些癌症中是过多产生的。当在实验室中模拟这种情况时,网格和微管是被改变的,细胞分裂时就很难分配染色体。

英国癌症研究中心高级科学通讯员Emma Smith博士说:“细胞分裂中的问题,在癌症中是常见的——细胞最终通常具有错误的染色体数目。这项前期研究首次展示了一种结构,当细胞分裂时它有助于正确分配一个细胞的染色体,可能对‘为什么这个过程在癌症中出错?’以及‘是否能开发药物来阻止它的发生’提供重要的见解。”

NWCR首席执行官Anne Jackson说,Royle博士和利物浦大学Ian Prior教授,大大加深了我们对于“癌细胞运转的方式”的理解,这可能为未来的癌症治疗,提供更好的信息。

(生物通)

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