在细胞分裂过程中，染色体，即包含我们遗传物质的分子，必须正确复制和分离，以便每个子细胞都能获得一套完整而准确的染色体。现在，在Molecular Cell上发表的一篇文章中，由大阪大学的研究人员领导的一个团队已经确定了这一关键过程的核心蛋白质。
首先，一些背景。在细胞分裂之前，每条染色体的两个拷贝在称为着丝粒的区域融合在一起。当需要分离时，它们会沿着绳索状的微管彼此分离，进入各自的子细胞。称为着丝粒的蛋白质复合物将每条染色体的着丝粒连接到其各自的微管，因此对染色体分离至关重要。
“组成性着丝粒相关网络”(CCAN) 是着丝粒固定在着丝粒上的一个子复合体，是着丝粒组装和结合微管的重要基础。以前的数据表明，一种 CCAN 蛋白 CENP-C 特别重要，但其确切作用仍不清楚。因此，研究团队使用生化分析来检查 CENP-C 如何促进染色体分离。
“尽管在实验室中研究的各种物种非常不同，例如酵母、鸡和人类，但在所有这些物种中都发现了 CENP-C，”该研究的第一作者 Masatoshi Hara 说。“这被称为保护，它向科学家表明这种蛋白质在细胞中具有重要作用。”
该团队旨在确定 CENP-C 蛋白的哪些部分(称为结构域)是其功能的关键。他们使用经过改造的鸡细胞进行研究，以便在需要时可以关闭 CENP-C 蛋白的表达。这使研究人员能够表达删除了单个域的 CENP-C 蛋白的实验版本，并检查对细胞的影响。
“我们删除了 CENP-C 的两个部分：CCAN 结合域和 C 末端区域，其中包含一个称为 Cupin 的域，”该文章的资深作者 Tatsuo Fukagawa 解释道。“我们的数据表明，对于 CENP-C 在鸡细胞中正常发挥作用，两者都是必要且充分的。没有它们，细胞就无法正常生长和分裂。”
进一步的实验表明，在鸡和人类中，CENP-C 的 Cupin 结构域形成了一系列重复单元。在 CENP-C 表达关闭的鸡细胞中，通过实验表达删除了 Cupin 结构域的 CENP-C 版本无法恢复细胞的正常生长功能。
“我们的分析表明，Cupin 结构域寡聚化对于 CENP-C 的正常运作至关重要，特别是通过支持 CCAN 定位到着丝粒并促进着丝粒组织，”Hara 说。
这些发现向我们展示了身体保持其基因组完整性的一种方式;这些信息可能有助于开发用于预防或治疗与基因组相关的疾病的疗法。此外，通过揭示 CENP-C 通过 Cupin 结构域的活动支持着丝粒/着丝粒组装，本研究揭示了生命最基本过程之一的分子机制。
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