作者：WasonWang
编辑：Calo
“膜仁消失现两体，赤道板上排整齐……”对不少人来说，中学时背下的各种有丝分裂口诀也许已是他们对细胞分裂过程的最后印象。不过，这项被写进教科书多年的细胞行为，仍有许多细节困扰着当今的生物学家们。
动物细胞有丝分裂的示意动画。图片来源：leavingbio.net
其中一个被争论了许多年的问题，就是在细胞有丝分裂期间，染色体排列在赤道板上准备被分开拉向细胞两极时，动粒（也就是“着丝点”）受到的拉力有多大。这个问题的答案对弄清动粒的结构，乃至理解细胞如何分裂至关重要，多年来有关于此的估算也各式各样。“可那些结果在大小上相差数百倍甚至上千倍。”马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的细胞生物学家托马斯·马雷斯卡（ThomasMaresca）说，“但是现在，我认为我们最终得到了答案。”
根据发表在《自然·通讯》上的论文[1]，马雷斯卡的团队利用两种不同的力感受器去测量果蝇细胞在有丝分裂过程中产生的拉力，他们得出结论：纺锤丝在动粒上施加的、朝向细胞两极的力足有数百皮牛（1pN=10^-12N）大小。
简易版的果蝇动粒模型。红色为与动粒相连的纺锤丝（微管）。绿色、灰色及蓝色为构成动粒的蛋白质及蛋白复合体。马雷斯卡团队的拉力测量系统构建在CENP-C上。图片来源：参考文献[1]
科学家们显然无法在动粒上拴一个弹簧测力计来完成这样的任务。在这个研究中，马雷斯卡和他的博士生叶安娜（AnnaYe）以及斯图尔特·凯恩（StuartCane）三人巧妙地采用了类似的思路——他们构建了两种不同的力感受器，上面带有不同的荧光基团。这些感受器在受到拉力时会发生构象变化，荧光强度因而受到改变。通过将这两种力感受器嵌入果蝇动粒的重要结构——着丝粒蛋白CENP-C中，研究者得以通过分析荧光的改变情况估算施加在每个CENP-C蛋白上的拉力。
第一种力感受器基于荧光能量共振转移（FRET）效应设计。图a为原理示意：当青色荧光蛋白与黄色荧光蛋白的距离较远时，青色荧光蛋白吸收激发光的能量后发出青色荧光；但当青色荧光蛋白与黄色荧光蛋白距离较近（通常小于10nm）时，黄色荧光基团通过FRET效应获得能量，发出黄色荧光。图b为感受器示意图：青色荧光蛋白（mTurquoise2）和黄色荧光蛋白(mVenus)之间用弹性肽链相连，在所受拉力较小时，两个荧光蛋白距离较近，FRET效应较强；而受到较大拉力时，弹性肽链被拉长，两个荧光蛋白之间的距离变大，FRET效应减弱。通过比较细胞分裂间期和细胞分裂中期的结果，研究者最终得出平均每一个CENP-C蛋白受到约1.2-1.4pN的拉力。图片来源：a：semrock.北京治白癜风那间医院好白癜风诚信医疗
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