有丝分裂染色体通过基于染色质的染色体间连接体实现机械连接

染色体的空间组织对于基因调控和基因组稳定性至关重要。在常规染色体制备中，处于中期的染色体在物理上彼此分离。然而，在有丝分裂染色体之间已经观察到染色体间连接，或称“连接体”（linkers）；这些结构可能在染色体协调运动和基因组稳定性中发挥重要作用。我们采用基于微移液管的分离与操纵技术，对哺乳动物有丝分裂染色体之间的染色体间连接体进行了分析。牵拉分离的染色体显示，染色体之间由细长的连接体相连；CREST染色表明，这些连接体位于着丝粒处。连接体表现出线性弹性，其长度加倍所需的力约为300 pN，与整条中期染色体长度加倍所需的力相当。酶处理实验表明，DNase可破坏这些连接体，而RNase、蛋白酶或微管聚合（纺锤体纤维）抑制剂则不能，说明连接体之间的连接性是以DNA为基础的。免疫荧光实验表明，连接体上存在组蛋白和拓扑异构酶II（topo II），其中topo II组织成相互间隔约0.4 Mbp的离散斑点。使用纺锤体抑制剂长时间阻滞于中期后，分离的基因组不再显示染色体间连接体。最后，对完整细胞的实验表明，在有丝分裂染色体之间可以观察到含有CENP-B的染色体间连接体，这说明它们并非基因组分离过程产生的人工假象。

染色体的空间组织对于基因调控和基因组稳定性至关重要。在常规染色体制备中，分裂中期染色体在物理上似乎彼此分离。然而，在有丝分裂染色体之间观察到了染色体间连接，或称“连接体”（linkers）；这些结构可能在染色体协调运动和基因组稳定性中发挥重要作用。我们采用基于微量移液管的分离与操纵技术，对哺乳动物有丝分裂染色体之间的染色体间连接体进行了分析。牵拉分离的染色体可显示有细长的连接体将其彼此连接；CREST染色表明，这些连接体位于着丝粒处。连接体表现出线性弹性，其长度加倍所需的力约为300 pN，与整条分裂中期染色体长度加倍所需的力相当。酶处理实验表明，连接体可被DNase破坏，但不受RNase、蛋白酶或微管聚合（纺锤体纤维）抑制剂的影响，这说明连接体之间的连接性是基于DNA的。免疫荧光实验表明，组蛋白和拓扑异构酶II（topo II）存在于连接体上，其中拓扑异构酶II以离散的焦点形式排列，相邻焦点间距约为0.4 Mbp。采用纺锤体抑制剂使细胞长时间阻滞于分裂中期后，分离的基因组不再显示染色体间连接体。最后，对完整细胞的实验表明，在有丝分裂染色体之间可以观察到含有CENP-B的染色体间连接体，说明这些连接体并非基因组分离过程产生的人工产物。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748267v1?rss=1

🏷️ 有丝分裂染色体 染色体间连接体 着丝粒 DNA介导连接 拓扑异构酶II 染色体机械连接