Cell division: Time to bud off ppt

Cell division:
Time to bud off



Là bước cuối cùng trong sự phân
chia tế bào, quá trình bào phân
xảy ra khi 2 tế bào con chính
thức tách rời nhau. Phương thức
phối hợp giữa quá trình bào
phân với bước trước nó là hậu
kỳ, trong giai đoạn nhiễm sắc thể
(NST) phân ly, vẫn chưa được
biết rõ. Theo báo cáo trên t
ạp chí
Cell, Barral và cộng sự đã phát
hiện ra một con đư
ờng truyền tín
hiệu – gọi là NoCut- làm nhiệm
vụ cản trở sự hoàn tất bào phân
bằng cách ngăn sự tách rời hai tế
bào khi nghiên cứu tế bào nấm
men đang mọc chồi có sai hỏng ở
mặt phẳng xích đạo của thoi vô
sắc.

Như ta đã biết sự phân chia của
NST được hỗ trợ bởi mặt phẳng
xích đạo, nơi chứa rất nhiều chất
gồm cả protein bó vi ống, Ase1. Ở
tế bào động vật, sự sai hỏng của
mặt phẳng xích đạo dẫn đến quá
trình bào phân th
ất bại. Để kiểm tra
s
ự cần thiết của mặt phẳng xích đạo
trong quá trình bào phân ở tế bào
nấm men đang mọc chồi, Barral so
sánh sự phân chia của tế bào dạng
hoang dại và tế bào ase1delta ( tế
bào mất hoạt tính gen ase1). Thí
nghiệm cho thấy phần lớn tế bào
đột biến có trải qua quá trình thắt
màng sinh chất nh
ưng chúng không
thể tách rời nhau. Các tế bào này
dính thành một chuỗi dài. Đột biến
ở một số thành phần khác của thoi
vô sắc, như protein tâm động
Ndc10 và Ndc 80 (đóng vai trò
quan trọng trong sự ổn định của
thoi vô sắc), cũng làm mất khả
năng bào phân của tế bào. Những
khám phá trên cho thấy rằng mặt
phẳng xích đạo cần thiết cho quá

trình tách rời của tế bào.

Tác giả đặt giả thuyết rằng nếu quá
trình tách rời bị ức chế để đáp ứng
lại với mặt phẳng xích đạo bị
khiếm khuyết, thì các tế bào thiếu
ch
ất ức chế có thể tách rời thậm chí
khi không có mặt phẳng xích đạo.
Barral tiến hành kiểm tra xem sự
b
ất hoạt của protein mặt phẳng xích
đạo Aurora kinase Ipl1 (sự bất hoạt
của riêng protein Aurora kinase
Ipl1 không ảnh hưởng đến sự bào
phân) có thể tái lập lại quá trình
phân bào trên tế bào khiếm khuyết
mặt phẳng xích đạo. Kết quả thí
nghiệm diễn ra đúng như dự đoán,
cho thấy rằng một mặt phẳng xích
đạo hoàn chỉnh không hoàn toàn
cần thiết cho quá trình bào phân và
mặt phẳng xích đạo bị khiếm
khuyết gây ra sự ức chế quá trình
tách tế bào phụ thuộc vào Ipl1.

Vì Ipl1 chưa bao giờ được phát
hiện tại nút thắt, tác giả cho rằng
Ipl1 ức chế sự tách rời thông qua
các protein luân chuyển giữa nhân

và nút thắt, giống như trong trường
hợp của Boi1 và Boi2, các protein
cùng họ với anillin. Dòng tế bào
với ba đột biến tại ndc10-1 boi1 và
boi2 có khả năng phân tách bình
thường mặc dù mặt phẳng xích đạo
bị khiếm khuyết, điều này cho thấy
rằng tương tự như Ipl1, Boi1 và
Boi2 có vai trò trong sự ức chế
phân tách. Ở tế bào đột biến gen
ipl1, Boi1 và Boi2 vẫn nằm trong
nhân trong suốt chu kỳ tế bào và
mất khả năng di chuyển đến nút
thắt trong hậu kỳ của phân bào.
Điều này cho thấy Ipl1 cần thiết
cho khả năng di chuyển của Boi1
và Boi2, các tác nhân hoạt động
theo sau Ipl1.

Để xem xét vai trò sinh lý c
ủa Boi1
và Boi2 trong bào phân, Barral và
cộng sự phân tích diễn tiến của quá
trình bào phân ở tế bào dạng hoang
dại và dạng đột biến hai gen boi1
và boi2. Khoảng thời gian từ lúc
thắt màng tế bào đến lúc tách rời
giảm đáng kể ở dạng đột biến kép
so với dạng hoang dại. Trong tế
bào ase1delta với mặt phẳng xích

đạo khiếm khuyết, khoảng thời
gian này kéo dài hơn so với dạng
hoang dại. Sự kéo dài này phụ
thuộc vào Boi1 và Boi2, bởi tế bào
vừa không có Ase1 vừa có khiếm
khuyết ở Boi1 và Boi2 hoàn thành
quá trình bào phân với động học
tương tự như tế bào bình thường.
Phân tích trên gợi ý rằng Boi1 và
Boi2 kiểm soát thời gian tách rời
trong các tế bào bình thường và trì
hoãn sự tách rời tế bào để đáp ứng
lại với những khiếm khuyết của
mặt phẳng xích đạo.

Như vậy, các tác giả đã xác định
được phương thức truyền tín hiệu,
hoạt động như một cơ ch
ế kiểm tra,
có vai trò ức chế bào phân nhằm
đáp ứng lại những khiếm khuyết ở
giai đoạn tiền hậu kỳ. Câu hỏi đặt
ra là tại sao phải cần một cơ chế
kiểm tra như trên? Nhóm làm việc
của Barral cho thấy rằng sự ức chế
phân tách tế bào khi mặt phẳng
xích đ
ạo bị khiếm khuyết giúp ngăn
chặn các NST bị gãy trong quá
trình bào phân và vì thế chúng có

vai trò đặc biệt quan trọng trong
việc duy trì sự vẹn toàn của bộ
gene.

Bài gốc:
1. Norden, C. et al. The NoCut
pathway links completion of
cytokinesis to spindle midzone
function to prevent chromosome
breakage. Cell 125, 85–98 (2006)

Ghi chú:
- Cytokinesis (n): sự bào phân, nói
về sự phân chia tế bào chất sau khi
đã phân chia nhân (nhân phân –
karyokinesis)
- Cyto- (pre.): (Greek) tế bào,
kho
ảng trống (used primarily in the
extended sense of "animal or plant
cell" [because cells were originally
thought to be hollow])
- Karyo- (pre.): (Greek) nhân
- Kinesis (suf.): di chuyển, động
- Cell division (n): sự phân bào,
bao gồm nguyên quá trình gồm các
kì trung gian, trước, giữa, sau và
cuối.
- Signalling pathway: con đường
tín hiệu