染色體數(shù)量錯誤是細胞可能發(fā)生的最糟糕的事情之一。如果在細胞分裂過程中出現(xiàn)問題，可能會發(fā)生染色體數(shù)量的錯誤，并且可能導(dǎo)致不孕，流產(chǎn)，先天缺陷或癌癥的發(fā)生。據(jù)估計，有30％的流產(chǎn)是由于胚胎細胞中染色體數(shù)目不正確造成的。

“了解這些基本的生物學機制如何發(fā)揮作用非常重要，這樣我們才能理解當它們出錯時會發(fā)生什么，”加州大學圣克魯茲分校，細胞和發(fā)育生物學副教授Bhalla說。 “我們知道染色體數(shù)量不正確會導(dǎo)致遺傳性疾病和出生缺陷的發(fā)生。了解這種情況的發(fā)生機制能夠幫助我們預(yù)防或進行積極的診斷。”

她研究的染色體監(jiān)測系統(tǒng)涉及一系列檢查點，以確保減數(shù)分裂中的每個步驟在細胞進入下一步之前正確完成。檢查點是一種分子調(diào)節(jié)機制，它可以暫停細胞周期，直到下一步能夠順利進行為止，如果發(fā)生錯誤，它們可以使細胞自我毀滅。

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在減數(shù)分裂中，有很多步驟需要監(jiān)控。體內(nèi)的大多數(shù)細胞都有兩組染色體，一組來自父親，另一組來自母親。卵子和精子細胞只有一組染色體，這樣當卵子和精子合并時，受精會產(chǎn)生一組帶有兩組染色體的胚胎。

當同源染色體配對時，它們會組裝一種稱為聯(lián)會復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，將它們固定在一起。此時，兩條同源染色體通過交換DNA區(qū)段時改變遺傳結(jié)構(gòu)。然后，聯(lián)會復(fù)合體分解，同源染色體分離成兩個子細胞。

“其中一個檢查點確保染色體正確接觸，另外一個監(jiān)測重組，還有一個確保染色體附著在將它們分開的中心體上，等等”。

減數(shù)分裂的第二部分涉及染色體的分離。在減數(shù)分裂或有絲分裂開始之前，所有染色體都會經(jīng)歷復(fù)制，姐妹染色單體會保持在一起。在有絲分裂期和減數(shù)分裂的第二階段，姐妹染色單體分離進入分開的子細胞中。

在10月4日發(fā)表在Current Biology上的一項新研究中，Bhalla的實驗室研究了一種名為shugoshin（日語“守護”的意思）的檢查點分子。Shugoshin最初被認為是減數(shù)分裂中的重要因子，因為其能夠調(diào)節(jié)姐妹染色單體與著絲粒的結(jié)合。Bhalla的實驗室發(fā)現(xiàn)它實際上在減數(shù)分裂中扮演了更廣泛的角色，建立了正確的染色體結(jié)構(gòu)并確保了重組的正常進行。

“染色體參與監(jiān)測他們自己的行為。“當你看到細胞分裂時，染色體排列和分離，似乎它們是被動的，但我們知道它們是積極的參與者，它們的結(jié)構(gòu)有助于此。”

資訊出處：Molecular guardians monitor chromosomes during cell division

原始出處：Tisha Bohr, Christian R. Nelson, Stefani Giacopazzi, Piero Lamelza, Needhi Bhalla. Shugoshin Is Essential for Meiotic Prophase Checkpoints in C. elegans. Current Biology, 2018; DOI: 10.1016/j.cub.2018.08.026