奧勒岡州大學(xué)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)果蠅細(xì)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(cè)。研究論文發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上，揭示了干細(xì)胞不對稱分裂的新機(jī)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(jīng)干細(xì)胞——成神經(jīng)細(xì)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(xì)胞。

    “它討論了一個細(xì)胞生物學(xué)的基本問題即一個細(xì)胞如何設(shè)置卵裂溝的位置從而導(dǎo)致對稱或不對稱分裂方式，”奧勒岡大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所負(fù)責(zé)人、分子生物學(xué)研究所和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所調(diào)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(xué)分子生物學(xué)研究所的成員、生物化學(xué)家Kenneth E. Prehoda。

    研究小組發(fā)現(xiàn)成神經(jīng)細(xì)胞有著兩種不同的分裂方式，一種是極性復(fù)合物誘導(dǎo)的，另一個是紡錘體誘導(dǎo)的。

    奧勒岡研究小組的成員們曾提出了三種不同的假設(shè)：一種觀點認(rèn)為來自紡錘極體的微管伸到皮層，傳遞正/負(fù)信號確定卵裂環(huán)的位置。另一種觀點認(rèn)為紡錘體中心的微管伸到皮層導(dǎo)致卵裂環(huán)的組裝（一種由幾個蛋白組成的復(fù)合體，其中一個稱之為肌球蛋白（myosin））。第三個觀點則認(rèn)為兼而有之。過去科學(xué)家們認(rèn)為有絲分裂紡錘體引導(dǎo)卵裂溝的位置。不對稱分裂細(xì)胞例如果蠅成神經(jīng)細(xì)胞生成不對稱紡錘體則能夠?qū)⒙蚜循h(huán)定位在不對稱的位置，而對稱分裂細(xì)胞則構(gòu)建了對稱的紡錘體。

    “我們發(fā)現(xiàn)了卵裂溝在不對稱位置定位的新機(jī)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。”

    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(xiàn)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(xì)胞會停止分裂，研究人員使用遺傳技術(shù)使得這些細(xì)胞啟動細(xì)胞分裂。令人驚訝地是，研究者發(fā)現(xiàn)參與卵裂溝構(gòu)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(jīng)細(xì)胞一樣?！半m然細(xì)胞分裂不能完成，細(xì)胞分裂點卻被準(zhǔn)確標(biāo)記，”Cabernard說：“這告訴我們存在一條不依賴紡錘體的機(jī)制?！?/P>

    在第三組試驗中，研究小組使用遺傳突變體旋轉(zhuǎn)成神經(jīng)細(xì)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(xiàn)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(jìn)一步的實驗揭示一種人類和小鼠神經(jīng)干細(xì)胞分裂相關(guān)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(biāo)記蛋白myosin。Cabernard說當(dāng)細(xì)胞開始分裂時，紡錘體是對稱的，myosin標(biāo)記向基底皮層分離，以不對稱方式定位。細(xì)胞分裂后小的細(xì)胞則轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元。

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