JCB：抗癌基因p53的新作用
细胞为了成功地分裂，染色体就必须排成行，才进入它们的新细胞，就像打开一个剧院帷幕。它们要完成这一壮举，在某种程度上要得益于称为中心粒的结构，为幕布绳索提供一个锚点。最近，约翰霍普金斯大学的研究人员发现，没有中心粒，大部分细胞就不会分裂，并且他们发现了其中的原因：一种称为p53的蛋白质，由于其他原因可阻止细胞分裂，同时也监控着中心粒的数目，以防止可能灾难性的细胞分裂。
这项研究结果于七月六日在国际知名学术期刊《Journal of Cell Biology》在线发表。这一新的信息，加上中心粒操纵的新工具，可以帮助研究人员弄清“p53如何帮助保护细胞，以及当它这样做时如何会导致癌症”。延伸阅读：P53抑癌蛋白如何与基因组结合的新见解。
约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学助理教授Andrew Holland说：“p53已知可监测许多事情，如DNA损伤以及染色体的错误数目，这都对细胞造成了分裂危险。我们这项研究发现了它监测的另外一件事情：中心粒数目。”
细胞通常有两个中心粒，共同作为一个单位来锚定和组织微管——形成细胞骨干的分子棒。当一个细胞分裂准备时，在每个中心粒旁边形成一个新的中心粒。然后，每对中心粒到达细胞的相对侧。在分裂前，一对相同的染色体在延长细胞的中部排成行，微管——从两边中心粒散发出来，帮助将染色体拉向相反的方向，这样每个新的细胞都能接收每对染色体中的一个成员。
Holland实验室的研究生Bramwell Lambrus说：“如果细胞不能正确分离它们的染色体，可能就有可怕的后果。例如，唐氏综合症，是因为胚胎遗传了21号染色体的额外拷贝所致。有趣的是，分裂产生女性卵细胞的细胞却没有中心粒，所以我们知道，它们不是绝对必要的，但是非常有帮助的。”
为了更好地了解中心粒在细胞分裂中的作用，研究小组需要知道，如果没有它们，细胞会表现如何。然而，为了研究，足够长时间地完全消灭细胞的中心粒，是一项严峻的挑战，当一个细胞感觉到它的中心粒没有了，会形成一个新的中心粒。为了克服这个障碍，Holland的研究小组研究中心粒形成所需的蛋白质Plk4。研究人员不是永久性地删除细胞中的Plk4基因，而是用植物生物学中的一种诀窍，去除细胞中的Plk4基因——以前从未被应用于动物细胞中的蛋白质。
研究人员用人的视网膜细胞，调整Plk4，这样每当他们给细胞一种植物激素（称为植物生长素）时，它就被发送到细胞垃圾桶中。只要它是存在的，生长素就能防止形成新的中心粒，所以每一次细胞分裂时，每个细胞的中心粒数量减半。到第四次细胞分裂时，大多数细胞没有中心粒，它们不再进行分裂。但是，即使生长素去除并且Plk4得以恢复后，细胞也拒绝分裂或制造出更多的中心粒。
Holland解释说：“这些细胞被永久性地被卡住了。没有产生新的中心粒，它们不再分裂，但是如果不开始分裂的过程，它们就不能制造新的中心粒。很显然，有什么机制告诉细胞不要分裂。”
研究小组检验了几个不同的假设，来解释为什么细胞被困，他们转向了p53，当出故障时这个蛋白已知可防止细胞分裂。当他们在没有中心粒的细胞中停止p53生产时，它们又开始分裂。正如预期的那样，新形成的细胞有许多的染色体异常。
在最后的一个实验中，科学家们恢复缺乏中心粒和p53的细胞中的Plk4，以探讨细胞是否会形成新的中心粒细胞。由于p53没有阻止它们的分裂，Plk4的恢复是细胞重新开始中心粒形成所必需的。
该研究小组计划继续分析新中心粒的形成，以及p53如何检测中心粒并防止没有中心粒的细胞进行分裂。Holland说：“百分之九十的肿瘤有染色体异常，我们知道，它们很多都是通过p53的突变形成的。如果中心粒没有帮助正确的染色体分离，p53就作为后备，防止形成异常细胞。这是我们想了解更多的重要保障。”
