近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的一篇研究報告中，來自蘇黎世大學的科學家們通過研究闡明了細胞分裂的新型控制機制。正如每個廚師都會經歷一樣，當將香醋和橄欖油混合時，兩種液體是彼此分開的，醋滴會浮在油麵上，在物理學中，這就構成了液體的兩相，而分子間的相分離也會發生在細胞內部。
圖片來源：Arpan Rai, UZH
這項研究中，研究人員發現了一種能夠控制細胞分裂的特殊酶類（DYRK3），這類酶是一種雙特異性的激酶，當細胞分裂時，DYRK3酶就會促進不同相的混合，這就保證了細胞能夠正確構建分離染色體及分裂細胞內容物的細胞機器，當細胞分裂後，酶類DYRK3就會被破碎，而且單一相就會再次形成。如果一切按照計劃進行的話，遺傳物質、細胞器以及細胞內容物就會在子代細胞中被正確分配，這些基礎性的研究發現或許就能幫助研究人員深入理解細胞分裂的過程。
研究者Lucas Pelkmans表示，細胞中的物理-化學過程能夠收到酶類的主動調節，而且這還與多種疾病的發生直接相關，如果細胞分裂過程中相的分離不能正常發揮作用，那麼染色體就會不完全分離，隨後就會不均勻地被分配到子代細胞中，這或許就會誘發多種癌症的其中一個原因。很多蛋白質的缺陷都會誘發神經變性問題，而且這也可能是細胞內部相分離失敗的結果。
這項研究中，研究人員就發現了能控制相分離的特殊酶類蛋白，未來或能幫助研究人員開發抑制多種細胞問題，乃至疾病發生的新型策略。細胞內容物在子代細胞中的分布以及細胞中「舊組分」的保留對於機體老化至關重要，在這種情況下，有效控制相的混合和分離對於決定細胞命運非常重要。
相關研究結果或許還能用於病毒感染的研究，當病毒感染細胞時，其通常會誘發分子發生相分離過程，此時就會促進新病毒顆粒的產生，基於本文研究結果，研究人員表示，新發現的DYRK3酶類或許未來也能用於幫助開發新型的抗病毒療法。
原始出處：Arpan Kumar Rai, Jia-Xuan Chen, Matthias Selbach, et al. Kinase-controlled phase transition of membraneless organelles in mitosis. Nature, 2018; 559 (7713): 211 DOI: 10.1038/s41586-018-0279-8
Cell：細胞治療領域觀察者
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