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在細胞分裂過程中，必須精確地將一個基因組拷貝運送到兩個子細胞中的每一個。忠實的基因組分離需要將極長的染色體DNA分子包裝成離散的體。這使得它們能夠被有絲分裂紡錘體有效地移動，這是一個由成千上萬的微管組成的絲狀系統(tǒng)。IMBA的Gerlich研究小組的新發(fā)現(xiàn)揭示了有絲分裂染色體如何抵抗微管產(chǎn)生的持續(xù)推拉力。IMBA小組負責人Daniel Gerlich說：“在這個復雜的系統(tǒng)中，通過改變組蛋白乙酰化的水平賦予染色體不同的物理特性，這是染色質(zhì)纖維內(nèi)的一種化學修飾?！?/p>

之前的研究表明，在分裂的細胞中，染色質(zhì)纖維被一種叫做凝集素的大型蛋白質(zhì)復合物折疊成環(huán)狀。然而，單單是凝集素的作用并不能解釋為什么染色體會呈現(xiàn)為具有尖銳表面的致密體，而不是類似于瓶蓋的松散結(jié)構(gòu)。一些研究表明，組蛋白乙酰化在調(diào)節(jié)細胞分裂期間的壓實程度方面發(fā)揮了作用，但組蛋白乙?；c凝集素的相互作用及其功能相關(guān)性仍不清楚。Gerlich說：“通過我們的工作，我們現(xiàn)在能夠從概念上拆分這兩種機制?！?/p>

科學家們改變了凝集素和組蛋白乙?；乃剑匝芯克鼈兊木_影響。去除凝集素破壞了分裂細胞中染色體的修長形狀，降低了它們對拉力的抵抗力，但并不影響它們的壓實程度。將凝集素的耗竭與增加組蛋白乙?；降奶幚硐嘟Y(jié)合，在分裂的細胞中引起大量的染色質(zhì)解壓，并使染色體被微管穿透。

研究小組假設(shè)，在整個細胞周期的大部分時間里，染色質(zhì)被組織成一個膨脹的凝膠（當它的乙酰化程度相對較高時），而在細胞分裂期間，當乙?；饺嫦陆禃r，這種凝膠被壓縮成不溶性的形式。然后他們開發(fā)了一種檢測方法，通過將有絲分裂的染色體分割成小塊來探測染色質(zhì)的可溶性。有絲分裂染色體的片段形成液態(tài)染色質(zhì)的液滴，但當乙?；教岣邥r，染色質(zhì)片段就會溶解在細胞質(zhì)中。這些觀察結(jié)果支持一個模型，即有絲分裂期間染色質(zhì)乙?；娜鏈p少建立了一個具有尖銳相界的不融合的染色質(zhì)凝膠，為抵抗微管穿孔提供了一個物理基礎(chǔ)。

通過涉及體外重組的純?nèi)旧|(zhì)的進一步實驗，以及通過探測各種可溶性大分子對染色質(zhì)的訪問，研究人員發(fā)現(xiàn)，不融合的染色質(zhì)形成了一個密集的負電荷的結(jié)構(gòu)，排除了帶負電荷的大分子和微管。

“我們的研究表明，凝集素復合體的DNA環(huán)是如何與染色質(zhì)相分離過程合作的，以建立有絲分裂染色體，抵抗紡錘體施加的拉和推的力量。”Daniel Gerlich總結(jié)說：“因此，細胞分裂過程中組蛋白的去乙?；x予了染色體獨特的物理特性，這是染色體的忠實分離所需要的?！?/p>