《自然》子刊：细胞有丝分裂终于可以看清了

长久以来，科学界一直对细胞有丝分裂过程中，纺锤体组装过程存有疑问，这套新方法得以让人一窥究竟。

论文题图

研究者选用的青鳉鱼有诸多优点，它们的基因组较小便于操作，受精卵对温度要求不高可在常温下观察，产卵量也非常可观。最重要的是青鳉鱼胚胎早期分裂是单细胞片层的，很容易观察。

研究者用红色荧光蛋白标记了染色质凝聚因子RCC1，用绿色荧光蛋白标记了微管蛋白。在显微镜下，染色体会发出洋红色荧光，形成纺锤体的微管则表现为绿色荧光。

在24℃-25℃条件下，研究者每3分钟拍摄青鳉鱼受精卵，连续进行了约10小时的活细胞成像，期间有82%的受精卵正常发育，与对照组相当，说明成像操作本身对受精卵影响不大。

10小时延时摄影受精卵分裂

青鳉鱼受精卵的首次分裂只需要约12分钟，到256细胞阶段会进一步缩短为约9分钟，这种速度相比哺乳动物（普遍1小时起步）可以说是飞快了。

不过如此快的速度，细胞分裂还是很稳定很精确，前4次分裂都没有任何染色体分离错误。直到桑椹胚晚期到囊胚早期阶段，胚胎才出现了一些细胞周期延长、多倍体样细胞核等异常分裂问题。

桑椹胚晚期可见一些异常分裂情况

胚胎分裂过程中，细胞大小逐渐变小，纺锤体长度也会随之变小，从约70μm缩水至10μm。

纺锤体长度随细胞大小变化

有趣的是，研究者发现，在早期胚胎的纺锤体中心部分，存在一个特殊的微管密集区域。使用降低微管稳定性的诺考达唑处理之后，还能观察到纺锤体中心微管网络，说明它比外围的纺锤体更加稳定。

特殊微管密集区域在诺考达唑处理后仍旧存在（左下）

这种特殊结构来自Ran-GPT，该通路对胚胎分裂早期细胞的纺锤体组装至关重要。研究者修改了青鳉鱼中对应基因，发现Ran突变体胚胎非常容易出现染色体异常分离，注射突变mRNA会导致所有胚胎死亡。

不过Ran的关键作用只体现在胚胎早期，晚期重要性大大减弱。研究者猜测这可能是因为晚期细胞大小变小，纺锤体结构也随之发生了一些改变。

Ran突变会导致细胞分裂异常

早期胚胎的纺锤体组装过程

看完小电影真的感觉很神奇，纺锤体的形成竟然如此对称，而且总是位于细胞的正中心，简直太神秘了。