研究發現中心體復制調控新機制

　　來至美國梅奧醫學中心的研究人員發現關于中心體復制調控的新機制，近日細胞生物學著名期刊《細胞科學雜志》(Journal of Cell Science)在線發表了這一研究成果。該項研究首次報道一個磷脂酰肌醇激酶分子參與調控中心體復制，對在分子水平上理解中心體復制過程具有重要意義，并有助于闡明中心體異常導致纖毛病，發育缺陷和腫瘤等疾病的機制。

　　中心體由一對由微管組成呈桶形的中心粒以及無定形的中心粒周圍物質組成，為細胞主要的微管組織中心。此外, 中心體還參與有絲分裂和纖毛發生等一系列重要的細胞過程。中心體隨著細胞周期會自行復制，成熟，并隨細胞分裂被平均分配到子代細胞中。中心體數目和結構的穩定對于維持其正常功能至關重要。正常情況下, 一個細胞周期內中心體只能復制一次，且一個母中心粒只能產生一個新的中心粒，提示細胞對中心體復制過程存在精確的調控。研究表明，中心體數目或結構異常是導致有絲分裂出錯的主要原因之一;同時，中心體異常與多種惡性腫瘤，發育缺陷和纖毛病等有著密切的聯系。然而目前對中心體復制過程中的調控機制仍知之甚少。

　　保羅樣蛋白激酶4(PLK4)是該家族功能獨特的新成員，被認為是中心體復制過程的“發令槍”，PLK4可能通過其蛋白激酶活性磷酸化某些新中心粒組裝過程的關鍵分子，從而調控該過程。在缺少PLK4的細胞中, 中心體復制過程完全不能發生;相反，PLK4過表達會導致復制過程失控，在每個母中心粒周邊生成多個子中心粒。因此，細胞內必須有精確調控機制將PLK4的活性維持在一定水平，以保證中心粒正確生成。

　　PIPKIγ是細胞中一種參與細胞附著，移行和極化等過程的磷脂酰肌醇激酶。梅奧醫學中心的徐清問博士等研究人員首次觀察到PIPKIγ定位于中心體。和PLK4相似，PIPKIγ在中心體的定位依賴于一個名為CEP152的結構蛋白。利用超高分辨率熒光顯微技術，發現PIPKIγ和PLK4一樣位于中心粒的近端，提示PIPKIγ可能在中心粒生成中起作用。通過RNAi技術敲低PIPKIγ后，本應生成一個原中心粒的母中心粒周邊同時出現了多個原中心粒;相反，在細胞中過表達PIPKIγ可抑制由PLK4或者羥基脲(將細胞阻滯在G1/S期交界)誘導的中心粒增生，有力證明PIPKIγ是一種新型的中心體復制負調控分子。

　　進一步研究發現，PIPKIγ可以直接結合PLK4中的隱匿型保羅樣結構域，并部分抑制PLK4活性。這些結果提示PIPKIγ的調控功能可能是通過結合PLK4并微調其激酶活性實現。

　　該研究屬國際上首次報道磷脂酰肌醇激酶參與調控中心粒復制，對在分子機制上闡述這一細胞過程具有重要意義，并有助于進一步研究中心體異常在多種人類疾病發生中的病理作用。國際同行專家評價該研究“新穎而有趣”，“對該領域具有重要貢獻”。該項研究在美國明尼蘇達州梅奧醫學中心完成。徐清問博士為本文的第一作者，其2009年畢業于北京大學醫學部免疫學系，獲理學博士學位，現為梅奧醫學中心博士后研究員。凌堃博士為本文的通訊作者，2001年畢業于中科院上海生物化學與細胞生物學研究所，獲理學博士學位，現為梅奧醫學中心助理教授。