SKAP通过结合微管降低动粒-微管界面的摩擦力并增强受力状态下的附着稳定性

这项研究揭示了SKAP（小动粒相关蛋白）通过其微管结合域（MTBD）降低动粒-微管界面摩擦力的分子机制。研究者利用SKAP微管结合缺陷突变体（ΔMTBD和5D）结合活细胞成像和激光消融技术，证明SKAP的微管结合能力对维持姐妹动粒协调运动、增强界面力响应性以及防止受力状态下染色体脱离至关重要。该研究提出了"机械异质性界面"新概念，为理解有丝分裂中染色体精确分离提供了重要理论基础。

　　研究背景
动粒（kinetochore）作为连接染色体与纺锤体微管的关键结构，在有丝分裂中扮演着核心角色。哺乳动物动粒由约100种蛋白质组成，其中Ndc80、SKA（纺锤体和动粒相关蛋白）和Astrin-SKAP复合体是三个主要的微管结合蛋白复合体。有趣的是，虽然Ndc80和SKA都能增加动粒-微管界面的摩擦力，但Astrin-SKAP复合体中的SKAP（小动粒相关蛋白）却展现出降低摩擦力的独特功能。

关键发现
研究者通过构建SKAP微管结合缺陷突变体（SKAP_ΔMTBD和SKAP_5D），结合活细胞成像技术，首次证实：

1. SKAP的微管结合能力是维持姐妹动粒协调运动的关键。缺失微管结合的SKAP突变体会导致动粒运动速度降低（从1.50±0.37μm降至1.36±0.32μm），姐妹动粒运动相关性减弱（从0.71±0.12降至0.53±0.22），同时增加姐妹动粒反向运动的频率（从20±6%升至29±9%）。
2. 激光消融实验显示，SKAP的微管结合显著增强动粒对力的敏感性。在正常细胞中，消融一个动粒后，其姐妹动粒会在距离纺锤极3.18±0.63μm处发生方向逆转；而在SKAP缺失或突变细胞中，这一距离缩短至2.12±0.48μm。
3. 微针操控实验证实SKAP的微管结合对维持受力状态下的附着稳定性至关重要。在施加外力时，SKAP缺陷细胞的动粒-微管附着极易断裂（5/6次实验发生脱离），而正常细胞则能保持稳定附着。

机制解析
研究提出了"机械异质性界面"的创新模型：

• SKAP以与其他微管结合蛋白（如Ndc80和SKA）相似的亲和力结合微管，但具有更低的滑动摩擦阻力。
• 在受力状态下，低摩擦的SKAP首先发生滑动，重新排布界面结构，使其他高摩擦组分能够随后滑动。
• 这种高/低摩擦组分的组合使界面既能快速响应力变化，又能保持整体稳定性。

研究意义
该研究不仅阐明了SKAP降低动粒-微管界面摩擦的分子机制，更重要的是提出了"机械异质性"这一普适性概念，为理解其他生物界面（如细胞-基质连接）的力学调控提供了新思路。这一发现对深入理解染色体分离错误导致的疾病（如癌症）具有重要启示。