生命科学学院陈建国、郑鹏里、滕俊琳课题组在有丝分裂内质网对称分配机制研究中取得新进展
发布时间: 2026-07-06 11:16:57
2026年6月22日，北京大学生命科学学院陈建国、郑鹏里、滕俊琳课题组与首都医科大学孟劲课题组合作在《先进科学》（Advanced Science）上发表了题为“Pericentrosomal Redistribution of the Endoplasmic Reticulum Ensures Organelle Symmetric Inheritance and Mitotic Progression”的研究论文。该研究发现管状内质网形态维持蛋白RTN4在有丝分裂早期会被CDK1磷酸化修饰，进而促进RTN4以Rab11-Dynein依赖性的方式向中心体周围聚集定位，驱动中心体周围管状内质网的富集，并促进内质网和其他细胞器在有丝分裂期的对称分布和均等分配。
内质网（endoplasmic reticulum，ER）作为真核细胞中最大且连续的膜性细胞器，负责蛋白质的合成加工和脂质代谢等关键生命活动，并且是协调其他细胞器动态和功能的核心信号枢纽。在有丝分裂间期，富集于核周附近的片层状内质网和延伸至细胞外周的管状内质网共同组成了内质网的不对称分布网络。细胞进入有丝分裂期后，内质网会经历剧烈的形态结构重塑（图1）。然而，目前对有丝分裂早期内质网的具体重塑动态仍知之甚少，尚不清楚内质网如何从间期的不对称分布模式快速重构为分裂期以赤道板为对称平面的对称分布模式。
图1 内质网从间期的不对称分布转变为有丝分裂期的对称分布模式
本研究通过免疫荧光成像、活细胞动态成像、FIB-SEM双束扫描电镜和三维重构、CRISPR敲除等方法，发现管状内质网形态维持蛋白RTN4在有丝分裂早期会向中心体周围聚集定位（图2），并驱动中心体附近管状内质网网络的富集，同时也促进了有丝分裂中期内质网围绕两个中心体的对称分布模式的形成（图3）。
图2 管状内质网形态维持蛋白RTN4在有丝分裂早期向中心体周围富集。A 内质网蛋白在有丝分裂早期的定位。B—D RTN4在有丝分裂早期向中心体周围聚集分布
图3 有丝分裂前中期管状内质网富集于中心体周围。A—D FIB-SEM双束扫描电镜和三维重构显示有丝分裂早期中心体周围的内质网更加管状化。E RTN4敲除破坏了有丝分裂中期内质网围绕两个纺锤体极的对称分布模式
为揭示RTN4介导有丝分裂早期内质网重塑的分子机制，研究团队通过蛋白质修饰质谱、突变体构建等手段，发现细胞进入有丝分裂期后，RTN4会被CDK1磷酸化修饰，这促进了RTN4与Rab11的相互作用，并依赖Dynein向中心体运输，促进了整体内质网的对称分布和分配（图4）。
图4 有丝分裂早期RTN4向中心体周围的富集依赖于Rab11-Dynein。A RTN4在有丝分裂期发生磷酸化修饰。B 磷酸化对于RTN4介导的有丝分裂早期内质网重塑至关重要。C—F 有丝分裂早期RTN4向中心体周围的富集依赖于Rab11。G RTN4的磷酸化增强了其与Rab11的相互作用。H RTN4介导有丝分裂早期内质网对称性重塑模式图
该工作阐明了有丝分裂早期内质网亚结构的重塑动态，揭示了管状内质网形态维持蛋白RTN4作为主要的调控者，通过CDK1-RTN4-Rab11-Dynein调控轴驱动中心体周围管状内质网的富集和内质网的对称分布，并且也促进了其他细胞器的均等分配和有丝分裂的正常进行，为深入理解有丝分裂过程中细胞器的均等分配机制提供了新的分子基础。
陈建国、郑鹏里、滕俊琳和孟劲为本文的共同通讯作者。北京大学生命科学学院徐翔宇博士为论文第一作者，首都医科大学刘亚琳，北京大学生命科学学院王荣羿、许雯雯和石浩在本研究中作出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。
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