中国科学家揭开多纤毛细胞中心粒扩增之谜

(记者黄鑫)中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所的朱学良等研究员在最新研究中，揭开了纤毛细胞中心粒扩增的神秘面纱，发现了中心粒扩增与脊椎动物从海洋到陆地的适应和进化的联系。相关论文最近在《自然-细胞生物学》在线发表，并将作为该杂志的封面文章发表。

纤毛不仅可以用作细胞的运动器官，也可以用作感觉器官。纤毛底部有一个称为“中心粒”的桶状细胞器，其产生通常依赖于“母”中心粒，“独生子女系统”在细胞分裂周期中严格执行。然而，科学家后来发现，中心粒母亲在多子女的过程中打破了“独生子女制度”。同时，中心粒也可以在环状结构(暂时称为“摇篮体”)周围形成，并且大多数中心粒以不依赖于母中心粒的方式产生(也称为“从头开始”)。然而，迄今为止，人们对球孢白僵菌的分子组成和机制知之甚少。

在体外诱导小鼠气管上皮细胞分化为多纤毛细胞的过程中，研究人员在摇篮体内发现了一种关键蛋白Deup1。它不仅对球孢菌体的形成是必需的，而且可以通过外源表达在普通细胞中诱导球孢菌体的形成和“从头”中心粒的发生。即使在细菌中表达，也能形成类似于摇篮体的环状结构。Deup1是已知的母体中心粒蛋白Cep63的同源物，因此它的基因是从Cep63的基因进化而来的。Cep63环状地位于母中心粒上，可以募集其他蛋白质在母中心粒上形成“摇篮”，孕育“子”中心粒。

研究发现，二聚体1作为中心粒出现的“摇篮”，可以在不需要母中心粒的情况下大量形成。在脊椎动物进化过程中，Deup1的出现可能会增加细胞的纤毛密度，增强纤毛保持气管等组织表面湿润和清洁的能力，形成脑脊液流，并促进卵的运动，从而增强四足动物对陆地环境的适应性。

中国科学新闻(2013-12-02，第一版集锦)