STED显微镜揭示有丝分裂阶段依赖性的CENP-A组织结构

染色体分离至关重要。染色体分离受扰可导致非整倍体，这是癌症的标志性特征。着丝粒蛋白A（CENP-A）是染色体分离过程中的重要蛋白，因为它标记着丝粒的位置；动粒在此处组装，以实现微管附着。每个哺乳动物着丝粒包含数百个CENP-A核小体，其空间排列被认为对动粒功能和染色体无错误分离至关重要。然而，以往的研究大多基于固定细胞并聚焦于中期，对于CENP-A的组织方式得出了相互矛盾的结果。鉴于着丝粒的尺寸小于衍射极限，我们采用受激发射损耗（STED）超分辨率显微镜，观察永生化人视网膜色素上皮细胞（hTERT RPE-1）中CENP-A的组织方式；在活细胞和固定细胞中的分辨率分别约为45 nm和30 nm。我们发现，CENP-A的组织方式并非单一结构，而是呈现出从致密簇集到碎片化亚簇集的连续谱，其丰度和形态依赖于有丝分裂阶段。CENP-A染色质在前期最为分散，并在前中期和中期随着微管附着而逐渐压缩。在中期和后期，主要形成致密的组织结构，且通常呈板状形态。然而，非致密且非板状的组织结构在整个中期和后期仍然存在，这表明细胞分裂过程中CENP-A的空间重组具有异质性。

染色体分离至关重要。其受扰会导致非整倍体，这是癌症的标志性特征。着丝粒蛋白A（CENP-A）是染色体分离过程中的重要蛋白，因为它标记着丝粒的位置；动粒在此处组装，以实现微管附着。每个哺乳动物着丝粒均包含数百个CENP-A核小体，其空间排列被认为对于动粒功能和染色体无误分离至关重要。然而，既往研究大多基于固定细胞并聚焦于中期，因而对于CENP-A的组织方式得出了相互矛盾的结果。鉴于着丝粒的尺寸小于衍射极限，我们采用受激发射损耗（STED）超分辨率显微镜，对永生化人视网膜色素上皮细胞（hTERT RPE-1）中活细胞（分辨率约45 nm）和固定细胞（分辨率约30 nm）的CENP-A组织进行成像。我们发现，CENP-A组织并不采用单一的结构，而是呈现从致密簇集到碎片化亚簇集的连续谱，其丰度和形态依赖于有丝分裂阶段。CENP-A染色质在前期最为分散，并在前中期和中期随着微管附着而逐渐压缩。在中期和后期，主要形成致密的组织结构，且通常呈板状形态。然而，非致密且非板状的组织结构在整个中期和后期仍持续存在，这表明细胞分裂期间CENP-A的空间重组具有异质性。

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🏷️ CENP-A核小体 着丝粒组织结构 有丝分裂 STED超分辨率显微镜 染色体分离 活细胞成像