《自然》子刊：细胞有丝分裂终于可以看清了

原创 代丝雨 奇点网

又有电影看啦！

这次是冲绳科学技术研究所的科学家们开发了一套新的纺锤体成像方法，所以我们今天能够超高清一览真核细胞有丝分裂全程↓

长久以来，科学界一直对细胞有丝分裂过程中，纺锤体组装过程存有疑问，这套新方法得以让人一窥究竟。

论文题图

研究者选用的青鳉鱼有诸多优点，它们的基因组较小便于操作，受精卵对温度要求不高可在常温下观察，产卵量也非常可观。最重要的是青鳉鱼胚胎早期分裂是单细胞片层的，很容易观察。

研究者用红色荧光蛋白标记了染色质凝聚因子RCC1，用绿色荧光蛋白标记了微管蛋白。在显微镜下，染色体会发出洋红色荧光，形成纺锤体的微管则表现为绿色荧光。

在24℃-25℃条件下，研究者每3分钟拍摄青鳉鱼受精卵，连续进行了约10小时的活细胞成像，期间有82%的受精卵正常发育，与对照组相当，说明成像操作本身对受精卵影响不大。

10小时延时摄影受精卵分裂

青鳉鱼受精卵的首次分裂只需要约12分钟，到256细胞阶段会进一步缩短为约9分钟，这种速度相比哺乳动物（普遍1小时起步）可以说是飞快了。

不过如此快的速度，细胞分裂还是很稳定很精确，前4次分裂都没有任何染色体分离错误。直到桑椹胚晚期到囊胚早期阶段，胚胎才出现了一些细胞周期延长、多倍体样细胞核等异常分裂问题。

桑椹胚晚期可见一些异常分裂情况

胚胎分裂过程中，细胞大小逐渐变小，纺锤体长度也会随之变小，从约70μm缩水至10μm。

纺锤体长度随细胞大小变化

有趣的是，研究者发现，在早期胚胎的纺锤体中心部分，存在一个特殊的微管密集区域。使用降低微管稳定性的诺考达唑处理之后，还能观察到纺锤体中心微管网络，说明它比外围的纺锤体更加稳定。

特殊微管密集区域在诺考达唑处理后仍旧存在（左下）

这种特殊结构来自Ran-GTP，该通路对胚胎分裂早期细胞的纺锤体组装至关重要。研究者修改了青鳉鱼中对应基因，发现Ran突变体胚胎非常容易出现染色体异常分离，注射突变mRNA会导致所有胚胎死亡。

不过Ran的关键作用只体现在胚胎早期，晚期重要性大大减弱。研究者猜测这可能是因为晚期细胞大小变小，纺锤体结构也随之发生了一些改变。

Ran突变会导致细胞分裂异常

早期胚胎的纺锤体组装过程

看完小电影真的感觉很神奇，纺锤体的形成竟然如此对称，而且总是位于细胞的正中心，简直太神秘了。

参考资料：

[1]https://www.nature.com/articles/s41467-024-45251-w

本文作者丨代丝雨

原标题：《《自然》子刊：细胞有丝分裂终于可以看清了（多动图！日本科学家发明新型纺锤体成像技术，可清晰一览真核细胞有丝分裂全程》

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