（在细胞分裂过程中，有丝分裂纺锤体的微管（红色）附着在染色体（蓝色）上。具有正常TTLL11功能的细胞（右）有着正常的微管多聚谷氨酰化率（绿色），而没有TTLL11功能的细胞（左）未被修饰。）
为了制造新的细胞，我们必须分裂现有的细胞。这是一个持续的、频繁的、无处不在的过程，始于受孕，终于死亡。据估计，人体的组织和器官中有37万亿个细胞，每个细胞都是由一个细胞分裂成两个细胞而产生的。
当细胞分裂出错时，会导致产生染色体数目异常的新细胞，这种现象被称为非整倍体。染色体分离错误发生的频率称为染色体不稳定性（CIN）。在某些情况下，例如发育中的胚胎，这可能会促进自然流产，而在其他情况下，它可能会导致人类疾病，如癌症。非整倍体和CIN是侵袭性肿瘤的特征。
研究人员通过研究细胞分裂来了解染色体分离是如何在每次细胞分裂时都不出错的。他们还研究了错误发生和产生非整倍体细胞的原因和方式。
可靠的染色体分离完全依赖于染色体与有丝分裂纺锤体的正确连接，纺锤体是将染色体拉向细胞两侧的分子机制。纺锤体由微管形成，微管是由蛋白质构成的长中空管。微管必须保持足够稳定，以移动和排列染色体，但也要足够动态，以便在染色体被拉开和分离之前纠正错误的连接。
微管的动力学以及它们如何被精细地调节是理解细胞如何分裂的基础。20世纪70年代早期发现的一种化合物强调了它们的重要性，这种化合物目前仍用于化疗，并直接稳定微管，导致癌细胞自我毁灭。
ICREA研究教授IsabelleVernos是基因组调控中心（CRG）定量细胞生物学研究项目的小组负责人，对于她来说，微管动力学在癌症细胞分裂过程中是如何调节的仍未完全了解，并可能揭示新的机制。她的最新研究于上周发表在《自然通讯》（NatureCommunications）上，揭示了潜在的新的可行的癌症治疗靶点。
ChromosomesegregationfidelityrequiresmicrotubulepolyglutamylationbythecancerdownregulatedenzymeTTLL11,NatureCommunications().DOI:10./s---y
微管在不同的细胞类型和组织中经历各种修饰，这些修饰精细地定义了它们的特定功能。在这项工作中，研究人员发现了微管蛋白酪氨酸连接酶Like11，也称为TTLL11，这是一种通过在微管表面添加谷氨酸链来特异性修饰纺锤体微管的酶。这是一个被称为多聚谷氨酰化的过程。
他们发现微管多聚谷氨酰化决定了纺锤体微管的动态和稳定性，从而确保染色体的可靠分离。延时成像显示，在没有TTLL11的情况下，细胞和斑马鱼胚胎更容易发生染色体分离错误。
当研究人员使用癌症基因组图谱（CancerGenomeAtlas）的数据检测癌症组织与健康组织中的TTLL11水平时，他们发现，与相应的正常组织相比，TTLL11在这些肿瘤中的每一个中都显著下调。
“我们发现，低水平的TTLL11对癌症具有高度特异性。这是令人兴奋的，因为它揭示了癌症细胞分裂过程中微管如何调节的另一层面。干扰微管动力学的药物已经是最成功的一线癌症疗法之一。如果这被证明是一个可行的治疗靶点，我们的研究结果将为创造一种新的治疗方法铺平道路。”Vernos博士说：“新一代药物比传统治疗更精确、更有效。
该研究的作者还解释了TTLL11低水平影响细胞分裂的原因。“微管需要与染色体建立稳定的连接，以使其对齐并将其分开，但这些连接也需要足够灵活，以便及时纠正，以避免分离过程中的任何错误。癌细胞中的微管具有低水平的TTLL11，使其太稳定，从而有利于在存在附着错误的情况下分离染色体导致非整倍体细胞。这是否是癌细胞利用随机染色体分离错误来生长和产生多样性的机制仍有待证明。这构成了新的令人兴奋的研究途径，”Vernos博士解释道。