日本國立遺傳學研究所的島本勇太副教授與九州大學理學部的前多裕介副教授等人組成的研究小組，利用融合了物理學和生物化學的新研究方法，明確了負責分配染色體的紡錘體在產生並感受機械力的同時，在細胞內穩定工作的部分機制。相關研究成果已發布在《發育細胞》（Developmental Cell）雜誌上，並在該雜誌中被重點介紹。
構成人類身體的細胞為進行分裂和自我複製，需要將複製的遺傳信息從母細胞正確傳遞給子細胞。這種 「交接」 由名為紡錘體的染色體分配裝置在細胞內產生力來實現，不過此前一直不清楚紡錘體是如何在產生並感受力的同時，準確分配染色體的。
島本副教授等人組成的研究小組通過對玻璃進行微細加工製成了直徑約為1微米的探針，利用該探針直接接觸紡錘體，詳細調查了紡錘體的赤道面和極點等各個部位分別產生多大的力，以及感受到力之後能否變形（圖1A）。調查發現，紡錘體具有不均勻的機械性質，赤道面和極點附近非常堅硬，不容易變形（圖1B黃色區域），相比較而言，赤道面與極點中間的部位很柔軟，容易變形（圖1B淡藍色區域）。形成紡錘體的赤道面和極點的結構發揮著重要作用，或作為拖拽染色體的 「支架」，或用來確定細胞的分裂軸。
圖1：（A）利用對玻璃進行微細加工製作的力探針，局部測量了紡錘體產生的力和硬度。（B）紡錘體具有不均勻的機械特性（著色區域），能在牢固維持極點和赤道面的結構的同時，靈活改變整體的長度（虛線）。
另一方面，紡錘體為了將自身的尺寸維持在適合細胞尺寸的水平，需要適當控制赤道面與極點之間的距離。紡錘體所具備的不均勻的機械性質，充分解釋了其在牢固保持赤道面與極點的結構的同時，靈活調節整體長度的機制。本研究表明，為同時實現細胞分裂所需的多種功能，紡錘體的特性得到了優化，這是一項重要發現，有助於理解胚胎發育等出現染色體分配錯誤的機制。
文：JST客觀日本編輯部