冷凍電鏡為著絲粒區(qū)域的結(jié)構(gòu)提供了新的見解

細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)被組織成稱為染色體的結(jié)構(gòu)。當細胞分裂和生長時，著絲粒對于通過與紡錘體微管相互作用正確分裂染色體至關(guān)重要?，F(xiàn)在，大阪大學研究人員的一項研究使用一種稱為低溫電子顯微鏡(cryo-EM)的技術(shù)闡明了雞細胞中著絲粒區(qū)域的結(jié)構(gòu)。

冷凍電鏡快速冷凍樣品以保存和穩(wěn)定它們，然后使用與電子的碰撞對它們進行成像以揭示其結(jié)構(gòu)。一種稱為“動粒體”的蛋白質(zhì)復合物在著絲粒區(qū)域形成，這對于細胞正確分裂至關(guān)重要。研究人員能夠使用冷凍電鏡分析在原子水平上闡明動粒的結(jié)構(gòu)變化。

當DNA被濃縮成染色體時，它被盤繞在由稱為組蛋白的蛋白質(zhì)組成的核心周圍，形成一種稱為核小體的結(jié)構(gòu)。著絲粒區(qū)域的核小體含有一種稱為CENP-A的變異組蛋白，它指定著絲粒的位置。然而，CENP-A沉積在著絲粒以正確定義其位置的機制直到現(xiàn)在還未知。

研究小組表明，在有絲分裂(細胞分裂過程)期間，一種稱為CENP-C的蛋白質(zhì)結(jié)合CENP-A并充當其他動粒蛋白的支架。然而，在間期(細胞不分裂的時間)，一種稱為KNL2的不同蛋白質(zhì)與著絲粒結(jié)合。“KNL2包含類似CENP-C的基序，是Mis18復合物的組成部分，是新CENP-A沉積的許可因素，”該研究的主要作者Honghui Jiang和Mariko Ariyoshi解釋說。

研究小組進一步發(fā)現(xiàn)，KNL2和著絲粒之間的這種相互作用是CENP-A在相間期新沉積所必需的，這反過來又有助于維持著絲粒的正確位置。

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