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铁杆木虫 (著名写手)

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[交流] 细胞有丝分裂并非绝对“公平”

长期以来科学家一直认为，高等动物和植物中最普遍的细胞分裂方式——有丝分裂，是亲代细胞精确形成两个完全相同子细胞的过程。然而，美国科学家的一项最新研究表明，有丝分裂中细胞物质的分配并不均等，一个子代细胞会比另一个“优先”继承一些降解中的蛋白。相关论文发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。

领导该项研究的是美国加州大学洛杉矶分校的Eddy De Robertis，他说，“我们偶然观测到了这一人们100多年未察觉的事实。”

1882年和1880年，W. Fleming和E. Strasburger分别首次在动物和低等植物中发现了有丝分裂。科学家通常认为，在该过程中，包括染色体和其它有丝分裂机器在内的全部细胞物质都会平均分配。但最新研究表明，一些失效蛋白在细胞分裂中是不平均划分的，即使这些分裂后的细胞拥有相同的命运。

De Robertis小组集中研究了一种细胞信号蛋白Smad1。当被激活后，该蛋白会通过一些列磷酸化反应发生降解和破坏。利用专门针对磷酸化Smad1的抗体，研究人员发现，在80%—90%的人类胚胎干细胞分裂中，该磷酸化蛋白都是不均匀分配的。而对那些没有被磷酸化的Smad1蛋白，则完全是均匀分配的。

此外，研究人员还在另两种失效磷酸化蛋白和另外两类细胞——体外猴细胞和活体果蝇晶胚中，发现了类似的非对称有丝分裂。同时，这种不平均分配贯穿于三次连续的细胞分裂中。

中心体是动物和低等植物细胞中重要的细胞器，细胞分裂时内部活动的微管组织中心。De Robertis猜测，当中心体的两个中心粒各自复制并分别移向细胞两极、参与构建纺锤体时，围绕着中心体的物质却仍保持在细胞的一端。他认为，这种不平衡性或许作为一种适应性细胞清洁机制，来维持一个子细胞的“纯洁”，而另一个细胞则会经历凋亡。

不过，美国密歇根大学安娜堡分校（University of Michigan-Ann Arbor）的Yukiko Yamashita并不相信这种说法。她提出另一种可能性，即部分中心体会比其它一些创造出更多的微管（如星射线），它们会吸引更多的细胞器，进而导致蛋白酶体和它们的靶向蛋白分配不均。

同时，为了检验De Robertis提出的假想，Yamashita提议破坏降解蛋白的非对称隔离，来观测这是否会导致过早的细胞衰老。（科学网任霄鹏/编译）

更多阅读（英文）

PNAS论文摘要

Eddy De Robertis实验室主页

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