從受精卵到成年人，人類細胞需要經歷的分裂次數可以說是天文數字。每一次分裂時，母細胞都必須將DNA精確分配給兩個子細胞。而著絲粒的完整性是細胞成功分裂的關鍵。
著絲粒是染色體上的一個特殊DNA區域，是紡錘絲微管的附著之處，也是姐妹染色單體在分開前相互連接的地方。分離染色體的微管要識別著絲粒，需要該區域富含一種關鍵的蛋白——CENP-A。
在細胞進行DNA復制準備分裂的時候，需要確保新舊DNA鏈的著絲粒區域填充有足夠的CENP-A。在此之前人們只知道著絲粒在G1期填充CENP-A，但并不了解這一過程的具體調控機制。
日前，Whitehead研究所的Iain Cheeseman和Kara McKinley鑒定了CENP-A填充著絲粒時的兩個關鍵蛋白，它們確CENP-A積累發生在正確的時間和地點。這項研究于七月十七日發表在Cell雜志上。
在細胞為有絲分裂做準備時，DNA復制并濃縮成為配對的染色體。微管從細胞的兩端伸出，附著在被稱為動粒（kinetochore）的蛋白復合體上，而動粒由CENP-A分子錨定在著絲粒上。隨著有絲分裂的進行，微管將染色體排列在細胞的中部，然后再將姐妹染色單體拉開。
上述過程能否順利進行，決定著細胞的命運。著絲粒過多、過少、不完整或者定位錯誤，染色體都不能正確分離，而細胞會出現異常甚至死亡。
在這項研究中，McKinley發現了兩種確保CENP-A正確填充的關鍵激酶，Plk1和CDK。這兩種激酶參與了CENP-A填充的不同步驟，只有它們都正常起作用，CENP-A才能填滿著絲粒中的所有空隙。McKinley不僅解析了這些激酶的作用途徑，還在此基礎上干擾了CENP-A的填充時機，研究顯示這種干擾會引起嚴重的染色體分離問題。
“著絲粒的功能處于嚴格的控制之下，因此人們一直認為CENP-A的填充時機應該很重要。現在，我們終于證實了這一理論，”McKinley說。
“CENP-A填充是著絲粒形成的核心步驟，”Cheeseman說，他也是MIT的生物學副教授。 “這項研究揭示了這一步驟的調控基礎，有助于我們深入理解細胞分裂的具體過程。”
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