Nature Commun | 武漢大學陳學峰教授團隊揭示細胞分裂新機制

細胞分裂過程中，染色體的精準分配依賴于一個精密的“微型機器”——中心體。在細胞分裂的準備階段（G2期）和分裂期（M期），中心體必須經歷一個稱為“成熟”的過程，以增強其組織微管的能力，從而構建起 bipolar 紡錘體，確保姐妹染色單體均等分離。若這一過程出現差錯，便可能導致染色體數目異常，這是癌癥等疾病的重要標志。PLK1 激酶是驅動中心體成熟的核心因子，但細胞周期如何精確控制 PLK1 在恰當時機被招募到中心體，一直是未解之謎。

2026年3月20日，武漢大學醫學研究院/中南醫院醫學研究院/泰康生命醫學中心陳學峰教授團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）上發表題為“A cell cycle-dependent transition of acetylation to phosphorylation regulates timely centrosome maturation”的研究論文。該研究揭示了一個由CDK1激酶、RNF40蛋白和PLK1激酶組成的信號級聯反應，并闡明了RNF40蛋白上乙酰化與磷酸化修飾的周期性轉換是控制這一過程的關鍵“開關”。

研究發現，RNF40不僅是一種泛素連接酶，它本身也是一個中心體組分。在分裂間期，RNF40被乙酰轉移酶PCAF在K517和K562位點乙酰化，這種修飾抑制了其功能。當細胞進入分裂期，去乙酰化酶HDAC1移除這些乙酰基團，為RNF40的磷酸化掃清了障礙。隨后，CDK1激酶精準地在RNF40的T529和T557位點進行磷酸化。這一磷酸化修飾使得RNF40獲得了與PLK1結合的能力，像一個“錨點”將PLK1穩定地招募到中心體上，從而啟動中心體成熟過程。如果人為地阻止RNF40的磷酸化（例如模擬乙酰化狀態的2Q突變），即使RNF40表達水平正常，PLK1也無法正確定位，導致中心體微管成核能力顯著下降，進而引起紡錘體組裝異常、染色體排列錯誤和滯后染色體增多，最終導致多核細胞和染色體不穩定性（非整倍體）的增加。反之，若模擬持續磷酸化狀態（2E突變），則能挽救這些缺陷。

研究團隊進一步發現，在多種癌癥（特別是結直腸癌）中，RNF40的表達水平異常升高，且其高表達與腫瘤的臨床分期和淋巴結轉移呈正相關。更為重要的是，攜帶RNF40乙酰化模擬突變（2Q）的癌細胞，對臨床一線化療藥物（如奧沙利鉑和5-氟尿嘧啶）的敏感性顯著增加。這提示，靶向該信號通路，尤其是阻斷RNF40的乙酰化-磷酸化轉換，可能成為一種增敏化療的潛在策略。此外，在癌癥數據庫中存在的RNF40點突變（如R519W和R561T）也被證實會破壞其磷酸化，并導致中心體功能缺陷。綜上，該研究不僅揭示了細胞周期精確調控中心體成熟的新機制，也為理解癌癥染色體不穩定的來源及探索新的治療策略提供了重要線索。

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