JCB：抗癌基因p53的新作用

　　細胞為了成功地分裂，染色體就必須排成行，才進入它們的新細胞，就像打開一個劇院帷幕。它們要完成這一壯舉，在某種程度上要得益于稱為中心粒的結構，為幕布繩索提供一個錨點。最近，約翰霍普金斯大學的研究人員發現，沒有中心粒，大部分細胞就不會分裂，并且他們發現了其中的原因：一種稱為p53的蛋白質，由于其他原因可阻止細胞分裂，同時也監控著中心粒的數目，以防止可能災難性的細胞分裂。

　　這項研究結果于七月六日在國際知名學術期刊《Journal of Cell Biology》在線發表。這一新的信息，加上中心粒操縱的新工具，可以幫助研究人員弄清“p53如何幫助保護細胞，以及當它這樣做時如何會導致癌癥”。延伸閱讀：P53抑癌蛋白如何與基因組結合的新見解。

　　約翰霍普金斯大學醫學院分子生物學和遺傳學助理教授Andrew Holland說：“p53已知可監測許多事情，如DNA損傷以及染色體的錯誤數目，這都對細胞造成了分裂危險。我們這項研究發現了它監測的另外一件事情：中心粒數目。”

　　細胞通常有兩個中心粒，共同作為一個單位來錨定和組織微管——形成細胞骨干的分子棒。當一個細胞分裂準備時，在每個中心粒旁邊形成一個新的中心粒。然后，每對中心粒到達細胞的相對側。在分裂前，一對相同的染色體在延長細胞的中部排成行，微管——從兩邊中心粒散發出來，幫助將染色體拉向相反的方向，這樣每個新的細胞都能接收每對染色體中的一個成員。

　　Holland實驗室的研究生Bramwell Lambrus說：“如果細胞不能正確分離它們的染色體，可能就有可怕的后果。例如，唐氏綜合癥，是因為胚胎遺傳了21號染色體的額外拷貝所致。有趣的是，分裂產生女性卵細胞的細胞卻沒有中心粒，所以我們知道，它們不是絕對必要的，但是非常有幫助的。”

　　為了更好地了解中心粒在細胞分裂中的作用，研究小組需要知道，如果沒有它們，細胞會表現如何。然而，為了研究，足夠長時間地完全消滅細胞的中心粒，是一項嚴峻的挑戰，當一個細胞感覺到它的中心粒沒有了，會形成一個新的中心粒。為了克服這個障礙，Holland的研究小組研究中心粒形成所需的蛋白質Plk4。研究人員不是永久性地刪除細胞中的Plk4基因，而是用植物生物學中的一種訣竅，去除細胞中的Plk4基因——以前從未被應用于動物細胞中的蛋白質。

　　研究人員用人的視網膜細胞，調整Plk4，這樣每當他們給細胞一種植物激素（稱為植物生長素）時，它就被發送到細胞垃圾桶中。只要它是存在的，生長素就能防止形成新的中心粒，所以每一次細胞分裂時，每個細胞的中心粒數量減半。到第四次細胞分裂時，大多數細胞沒有中心粒，它們不再進行分裂。但是，即使生長素去除并且Plk4得以恢復后，細胞也拒絕分裂或制造出更多的中心粒。

　　Holland解釋說：“這些細胞被永久性地被卡住了。沒有產生新的中心粒，它們不再分裂，但是如果不開始分裂的過程，它們就不能制造新的中心粒。很顯然，有什么機制告訴細胞不要分裂。”

　　研究小組檢驗了幾個不同的假設，來解釋為什么細胞被困，他們轉向了p53，當出故障時這個蛋白已知可防止細胞分裂。當他們在沒有中心粒的細胞中停止p53生產時，它們又開始分裂。正如預期的那樣，新形成的細胞有許多的染色體異常。

　　在最后的一個實驗中，科學家們恢復缺乏中心粒和p53的細胞中的Plk4，以探討細胞是否會形成新的中心粒細胞。由于p53沒有阻止它們的分裂，Plk4的恢復是細胞重新開始中心粒形成所必需的。

　　該研究小組計劃繼續分析新中心粒的形成，以及p53如何檢測中心粒并防止沒有中心粒的細胞進行分裂。Holland說：“百分之九十的腫瘤有染色體異常，我們知道，它們很多都是通過p53的突變形成的。如果中心粒沒有幫助正確的染色體分離，p53就作為后備，防止形成異常細胞。這是我們想了解更多的重要保障。”