奧勒岡州大學的一個研究小組發(fā)現果蠅細胞分裂時并不是由有絲分裂紡錘體單獨發(fā)揮作用，皮層蛋白也參與幫助將卵裂溝定位在右側。研究論文發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上，揭示了干細胞不對稱分裂的新機制。

    研究小組將研究焦點集中到了一種不對稱分裂的果蠅神經干細胞——成神經細胞上。從這些果蠅中獲得的信息同樣適用于其他生物體例如哺乳動物的有絲分裂細胞。

    “它討論了一個細胞生物學的基本問題即一個細胞如何設置卵裂溝的位置從而導致對稱或不對稱分裂方式，”奧勒岡大學神經科學研究所負責人、分子生物學研究所和霍華德休斯醫(yī)學研究所調查員、Chris Doe實驗室的博士后成員Clemens Cabernard 說。此外研究小組的成員還包括奧勒岡大學分子生物學研究所的成員、生物化學家Kenneth E. Prehoda。

    研究小組發(fā)現成神經細胞有著兩種不同的分裂方式，一種是極性復合物誘導的，另一個是紡錘體誘導的。

    奧勒岡研究小組的成員們曾提出了三種不同的假設：一種觀點認為來自紡錘極體的微管伸到皮層，傳遞正/負信號確定卵裂環(huán)的位置。另一種觀點認為紡錘體中心的微管伸到皮層導致卵裂環(huán)的組裝（一種由幾個蛋白組成的復合體，其中一個稱之為肌球蛋白（myosin））。第三個觀點則認為兼而有之。過去科學家們認為有絲分裂紡錘體引導卵裂溝的位置。不對稱分裂細胞例如果蠅成神經細胞生成不對稱紡錘體則能夠將卵裂環(huán)定位在不對稱的位置，而對稱分裂細胞則構建了對稱的紡錘體。

    “我們發(fā)現了卵裂溝在不對稱位置定位的新機制,” Cabernard說：“首先，我們通過成組實驗方式，排除了卵裂溝完全依賴對稱或是不對稱有絲分裂紡錘體定位的觀點?！?/P>

    研究人員首先使用了缺乏星狀微管的突變體，微管從紡錘極體伸向皮層，用動態(tài)圖觀察卵裂溝的變化，發(fā)現卵裂溝仍然處于不對稱位置。

    然后，研究者用靶向藥物去除紡錘體，通常在這種條件下細胞會停止分裂，研究人員使用遺傳技術使得這些細胞啟動細胞分裂。令人驚訝地是，研究者發(fā)現參與卵裂溝構建的蛋白以不對稱方式定位，將卵裂溝定位在了不對稱位置就像野生型成神經細胞一樣?！半m然細胞分裂不能完成，細胞分裂點卻被準確標記，”Cabernard說：“這告訴我們存在一條不依賴紡錘體的機制?！?/P>

    在第三組試驗中，研究小組使用遺傳突變體旋轉成神經細胞的有絲分裂紡錘體，改變紡錘體定位信號。有趣的是研究小組發(fā)現這樣形成了兩個卵裂溝，但只有一個與有絲分裂紡錘體的新定位一致，從而證實了有紡錘體非依賴性的信號存在。進一步的實驗揭示一種人類和小鼠神經干細胞分裂相關的皮層蛋白是卵裂溝不對稱定位必需的。

    研究人員在試驗中密切觀察了一種標記蛋白myosin。Cabernard說當細胞開始分裂時，紡錘體是對稱的，myosin標記向基底皮層分離，以不對稱方式定位。細胞分裂后小的細胞則轉化為神經元。

    從前Cabernard 和 Doe證實如果果蠅成神經細胞在非正常情況下以對稱方式分裂可生成兩個成神經細胞。研究人員認為干細胞卵裂溝的定位確定了是否會生成所需要的神經元。在小鼠神經細胞中同樣觀察到相似的結果。