有絲分裂紡錘體是細(xì)胞分裂過(guò)程中的核心分子機(jī)器，日前加州大學(xué)的科學(xué)家們，解析了該機(jī)器中一個(gè)關(guān)鍵組分的晶體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，人們可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行干涉，阻斷癌癥中不受控制的細(xì)胞分裂。相關(guān)文章于四月八日發(fā)表在eLife雜志上。

“驅(qū)動(dòng)蛋白5有著出人意料的結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)為多種癌癥的治療提供了新的機(jī)遇，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的助理教授Jawdat Al-Bassam說(shuō)。“我們的研究填補(bǔ)了一項(xiàng)重要的空白，首次向人們展示了微管纖維相互連接和彼此滑動(dòng)的分子基礎(chǔ)。”

在細(xì)胞分裂的過(guò)程中，紡錘體的微管負(fù)責(zé)捕獲染色體，并將其平均分配給兩個(gè)子細(xì)胞。這一過(guò)程的精確調(diào)控，對(duì)于細(xì)胞的正確分裂至關(guān)重要。如果這一過(guò)程出現(xiàn)故障，就可能導(dǎo)致出生缺陷和發(fā)育疾病。對(duì)于能夠持續(xù)分裂的癌細(xì)胞來(lái)說(shuō)，上述過(guò)程就更為重要了。

驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin是一類(lèi)負(fù)責(zé)在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸物質(zhì)的馬達(dá)蛋白，文章的作者之一Jonathan Scholey教授說(shuō)。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)蛋白的一端具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，能夠沿著微管“行走”，另一端附載著需要運(yùn)輸?shù)呢浳铩?/span>

大約二十年前，Scholey的實(shí)驗(yàn)室首次純化到了驅(qū)動(dòng)蛋白5，當(dāng)時(shí)它被認(rèn)為是真菌有絲分裂的必要蛋白。人們發(fā)現(xiàn)這種蛋白非常獨(dú)特，它兩端都有運(yùn)動(dòng)單元，可以連接兩根微管并且使其相互滑動(dòng)。

“現(xiàn)在我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，驅(qū)動(dòng)蛋白5在幾乎所有真核細(xì)胞中都是有絲分裂所必須的蛋白，”Scholey說(shuō)。

研究人員通過(guò)電鏡和X射線晶體衍射，解析了驅(qū)動(dòng)蛋白5的核心結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，該蛋白的核心結(jié)構(gòu)由四個(gè)綁在一起的長(zhǎng)蛋白螺旋組成。“這一結(jié)構(gòu)比我們想象的要復(fù)雜得多，”Scholey說(shuō)。

此外，這項(xiàng)研究還揭示了驅(qū)動(dòng)蛋白5獨(dú)有的結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域可以被開(kāi)發(fā)成為抗癌藥物的新靶標(biāo)。研究人員指出，可以通過(guò)藥物靶標(biāo)驅(qū)動(dòng)蛋白5，對(duì)細(xì)胞分裂失去控制的癌癥進(jìn)行治療，例如直腸癌。之前已經(jīng)有一種這樣的藥物進(jìn)入了III期臨床試驗(yàn)，但這種藥物最終并未被批準(zhǔn)使用，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)其他馬達(dá)蛋白造成影響。這項(xiàng)研究所展示的結(jié)構(gòu)，可以幫助人們更精確地靶標(biāo)驅(qū)動(dòng)蛋白5特有的結(jié)構(gòu)域，而這將是一個(gè)重大的進(jìn)步。

驅(qū)動(dòng)蛋白5的結(jié)構(gòu)也可以幫助人們進(jìn)一步理解這種蛋白的作用機(jī)制，Al-Bassam說(shuō)。“此前我們只有一個(gè)微管纖維的滑動(dòng)理論，而這項(xiàng)研究揭示了更深的層面，有助于在原子水平上理解整個(gè)過(guò)程，”Scholey說(shuō)。