Science子刊：细胞如何控制细胞分裂过程中的“最后切割”

细胞分裂是器官生长和体内平衡的关键时期之一。人体内的细胞以不同的速度增殖。有些细胞在一生中不断分裂，比如肠道内的细胞，而另一些细胞很少分裂。细胞分裂是生物学的核心，也是疾病的核心。

胞质分裂，一个细胞分裂成两个子细胞，开始于母细胞在赤道附近被构成细胞骨架的丝状物扼死。接下来,细胞萎缩在赤道以及离心运动的子细胞诱导变薄的子细胞之间的连接(图1)。“这就像拉分开两块口香糖,形成一个长,薄的口香糖,最终分裂”,米格尔·a·瓦尔韦德博士说,他是UPF分子生理学实验室的负责人，也是该项目的负责人。连接两个子细胞的质膜和细胞质又长又薄的一段被称为细胞间桥，最后导致两个独立细胞的切断被称为脱落。

 然而，由于机械力的作用而造成的牙龈被动破裂和令人着迷的精密剥离机制之间有一个主要的区别。在切断的情况下,细胞间桥形式的变薄管小于一微米(10 - 6米)直径与适应它的形式和大小的目标充满春天的锚定蛋白——监管机构——扼杀质膜生成两个独立的细胞。“最后的切割是细胞分裂的关键一步。不能太早,因为子细胞发生可能不接收所有必需的信息,也太迟了,因为分离子细胞可能会再次融合成一个单一细胞,但有两个核,从而获得一个不正确的数量的染色体,这被称为非整倍性——许多类型的癌症”的重要特征,UPF发育生物学小组首席研究员Cristina Pujades博士肯定道。

癌症通常是DNA突变或细胞分裂问题的结果。

自19世纪发现细胞分裂以来，科学家们一直试图解开这种高精度过程中运行的机制。该科学出版物的第一作者Julia Carrillo博士说:“我们推断，在子细胞之间细胞间桥梁的形成过程中，质膜的张力可能会激活机械敏感离子通道。”

UPF团队发现，在细胞分裂过程中，机械敏感的压电离子通道几乎在细胞间桥上被唯一激活，在那里它产生一个可扩散的钙信号。此外，他们发现压电离子通道对不同类型的细胞成功的细胞分裂是必要的，包括内皮细胞的内部血管、细胞治愈我们的伤口,乳腺癌细胞或整个生物如斑马鱼胚胎的活动Piezo1减少利用基因沉默或毒素从蝎子获得具体结合Piezo1通道抑制其功能。

压电离子通道蛋白在2010年被今年的诺贝尔奖得主Ardem Patapoutian确定为机械力的快速传感器，不久之后，它们被认为是我们神经系统用来感知触觉的分子。Valverde博士说:“自从他们的发现以来，我们和其他人已经提出，压电通道不仅与感知我们生活的世界有关，而且还被细胞用来感知并对其物理环境做出反应，因为它们在我们体内被拉伸、压缩或移动。”

这些发现为理解这个短暂的奠定基础,动态细胞生命阶段是至关重要的增长和更新我们的器官,为解决控制癌细胞扩散的肿瘤的基因或药物的监管Piezo1通道。

参考文章:

The mechanosensitive Piezo1 channel controls endosome trafficking for an efficient cytokinetic abscission. Julia Carrillo-Garcia, Víctor Herrera-Fernández, Selma A. Serra, Fanny Rubio-Moscardo, Marina Vogel-Gonzalez, Pablo Doñate-Macian, Covadonga F. Hevia, Cristina Pujades, Miguel A. Valverde. Science Advances 2021; 7: eabi7785, 29 October 2021. DOI: 10.1126/sciadv.abi7785.