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着丝粒由含有CENP-A的核小体定义，指导动粒组装以实现纺锤体附着。在有丝分裂中，CENP-A和内部动粒的组成型着丝粒相关网络（constitutive centromere-associated network, CCAN）被排列在染色质清除区内的二分亚结构
着丝粒由含有CENP-A的核小体定义，指导动粒组装以实现纺锤体附着。在有丝分裂中，CENP-A和内部动粒的组成型着丝粒相关网络（constitutive centromere-associated network, CCAN）被排列在染色质清除区内的二分亚结构域中。然而，关于它们在间期的结构知之甚少。研究人员在此报道了CENP-A分子伴侣机器在建立间期着丝粒结构中的一个此前未被认识的结构性作用。在间期，CENP-A和CCAN组装成保守的壳样结构，包围一个染色质贫乏的中心腔。该腔由间期特异的CENP-A分子伴侣复合物占据，该复合物在每个细胞周期中促进一次CENP-A组装。分子伴侣复合物的存在，而非其CENP-A掺入活性，是产生壳结构和染色质清除所必需的。CCAN支架蛋白CENP-C在整个结构中表现出径向组织，并且对其形成至关重要，主要是通过招募HJURP分子伴侣。研究人员的发现将CENP-A分子伴侣机器的功能扩展为包括间期脊椎动物着丝粒的结构组织，且不依赖于CENP-A沉积。
着丝粒是染色体上负责组装动粒并保证纺锤体正确附着的特化元件，其身份由含CENP-A的核小体指定。在有丝分裂期，CENP-A和内部动粒的组成型着丝粒相关网络（constitutive centromere-associated network, CCAN）被排列在染色质清除区内的二分亚结构域中，但间期着丝粒的三维架构仍不清楚。已有研究显示人细胞G1期出现CENP-A花环样排列，提示间期已存在特定结构。研究人员利用非洲爪蟾卵提取物和小鼠原代颗粒细胞，结合三维结构照明显微镜（three-dimensional structured illumination microscopy, 3D-SIM）与深度学习轴向分辨率增强，系统研究了着丝粒及内部动粒在间期的从头组装。该研究发表在《SCIENCE ADVANCES》。
研究人员使用非洲爪蟾卵提取物的细胞周期静止因子（cytostatic factor, CSF）停滞-钙释放系统同步细胞周期，加入精子核驱动间期进程，并在指示时间点进行免疫荧光。成像采用3D-SIM，辅以Airyscan、SoRa和Hessian-SIM等多种超分辨手段；用深度学习网络将分辨率增强为各向同性约120 nm。研究中通过免疫耗竭去除HJURP、CENP-C或CENP-T，通过体外转录/翻译表达GFP标记蛋白并以anti-GFP纳米抗体标记，使用GST-HJURP
1-100干扰CENP-A结合，同时进行DNA复制和CENP-A装载检测。哺乳动物样本来自CF1小鼠卵巢原代颗粒细胞。
研究结果显示：
（1）着丝粒和内部动粒在间期形成保守的壳样结构。3D-SIM显示，CENP-A、CENP-C、CENP-O和CENP-T在间期从点状逐渐扩大为环状结构；平均直径呈嵌套层级，CENP-A和CENP-C环最小，CENP-O和CENP-T环较大。小鼠颗粒细胞中CENP-A也形成环。深度学习处理后的轴向视图显示中空半封闭结构；DNA和组蛋白H3在中央腔显著减少，表明存在三维染色质清除区。环的形成不依赖DNA复制。
（2）PLK1活性是着丝粒结构所必需。使用BI-2536抑制Polo样激酶1（Polo-like kinase 1, PLK1）后，CENP-A总量降低约50%，HJURP和Mis18α不能定位于着丝粒，CENP-A、CENP-C和CENP-T环完全丧失，但CENP-T和CENP-C在着丝粒的水平不变，核生长动力学正常，说明PLK1依赖的分子伴侣复合物组装是间期着丝粒空间排列所必需的。
（3）HJURP独立于其CENP-A组装功能控制着丝粒结构。HJURP缺失导致CENP-T环消失，并丧失中央腔的染色质密度降低；通过过量GST-HJURP
1-100阻断CENP-A/H4招募虽使CENP-A水平下降，但不影响CENP-C和CENP-T环形成；表达超活性突变体HJURP
P221A增加CENP-A组装水平也不改变环。因此需要分子伴侣复合物的存在，而非CENP-A掺入活性。
（4）大量CENP-A分子伴侣复合物占据染色质清除区。HJURP-GFP和M18BP1-GFP呈点状定位于CENP-T环内部，荧光分布为单峰，峰值位于CCAN双峰之间的中央腔，并部分与CENP-A环重叠。这说明分子伴侣复合物虽然与CENP-A染色质接触，但主要占据染色质贫乏的中心腔。
（5）CENP-C从染色质清除区延伸到CENP-A染色质和CCAN。CENP-C C端cupin结构域-GFP定位于CENP-T环中心，而N端表位形成外周壳；CENP-C以N端向外、C端向内的径向延伸构象跨越整个结构，将CENP-A染色质和CCAN连接到分子伴侣核心。
（6）CENP-C通过招募HJURP促进着丝粒组织。缺失CENP-C使CENP-A和CENP-T环频率显著下降，结构退化为不规则点状；着丝粒HJURP-GFP减少63%；缺失HJURP不影响CENP-C水平；HJURP只在间期有环时出现在着丝粒，M期无。说明CENP-C在间期着丝粒三维排列中的主要作用是通过招募HJURP实现。
讨论部分指出，PLK1依赖的分子伴侣复合物组装在间期制造了染色质清除区，而CDK依赖的分子伴侣驱逐可能使壳样结构在M期塌缩为更小点状结构，为外动粒组装提供位点；这种结构也可能作为“占位符”，在分子伴侣被驱逐后使CENP-A染色质和CCAN重排形成有丝分裂期染色质清除区。此外，将分子伴侣复合物限制在特定三维空间内，可能从空间上限制CENP-A装载，防止着丝粒漂移和扩张。研究也存在局限性，例如尚未在哺乳动物细胞中直接验证PLK1或分子伴侣依赖，壳结构基于标记蛋白分布而非核小体分辨率，功能模型仍为相关性证据。研究结论可翻译为：CENP-A分子伴侣机器的功能扩展为包括间期脊椎动物着丝粒的结构组织，且不依赖于CENP-A沉积。
