中國科學家揭開多纖毛細胞中心粒擴增之謎

　　中科院上海生物化學與細胞生物學研究所研究員朱學良等人在最新研究中，揭開了多纖毛細胞中心粒擴增之謎，并發現其與脊椎動物適應從海洋到陸地以及進化之間的聯系。相關論文日前在線發表于《自然—細胞生物學》，并將作為雜志封面論文發表。

　　纖毛既可作為細胞的運動器官，也可作為感覺器官。纖毛基部有一個叫作“中心粒”的桶狀細胞器，其產生通常依賴于“母”中心粒，而且在細胞分裂周期中嚴格執行“一胎制”。不過，科學家后來發現在多纖毛發生過程中，母中心粒打破了“一胎制”。同時，中心粒在一種環狀結構(暫且稱為“搖籃體”)的周圍也能形成，且絕大多數中心粒都是以這種不依賴于母中心粒(也稱“從無到有”)的方式產生的。但迄今為止，人們對搖籃體的分子組成和作用機理幾乎一無所知。

　　此次研究人員在體外誘導小鼠氣管上皮細胞向多纖毛細胞分化的過程中，發現了搖籃體的一個關鍵蛋白質Deup1。它不僅為搖籃體的形成所必需，在普通細胞中被外源表達也可誘導搖籃體的形成和“從無到有”的中心粒發生，甚至在細菌中表達也能形成類似搖籃體的環狀結構。Deup1是已知母中心粒蛋白質Cep63的同源物，因此它的基因從Cep63的基因進化而來。Cep63在母中心粒上呈現環狀定位，并能招募其他蛋白質形成母中心粒上孕育“子”中心粒的“搖籃”。

　　研究發現，Deup1的作用是使中心粒發生的“搖籃”不需要母中心粒就能大量形成。在脊椎動物進化中，Deup1的出現很可能通過增加細胞的纖毛密度，增強了纖毛保持氣管等組織表面的濕潤和清潔、形成腦脊液流、推動卵子運動等方面的能力，從而增強四足動物對陸地環境的適應性。