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中心體由一對具有桶狀微管結(jié)構(gòu)的中心粒和圍繞在其周圍無定形的中心粒周圍物質(zhì)組成，在間期細胞中調(diào)節(jié)微管的數(shù)量、極性和空間分布，為細胞主要的微管組織中心。此外, 中心體還參與紡錘體組裝、有絲分裂和纖毛發(fā)生等一系列重要的細胞生物過程。中心體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常是導致有絲分裂出錯的主要原因之一，研究表明，中心體異常與多種惡性腫瘤和纖毛病等疾病的發(fā)生有著密切的聯(lián)系。
中心體在每個細胞周期中會復制，成熟，并隨細胞分裂被平均分配到子代細胞中。雖然中心體周期的過程在多年前就已被描述, 但對其分子水平上的調(diào)控過程仍然知之甚少。正常情況下, 在一個細胞周期內(nèi)中心粒只能復制出一次，并且一個母中心粒只能復制出一個子中心粒, 表明在中心體復制過程中存在精確的調(diào)控機制。PLK4是保羅樣蛋白激酶家族的新成員，有明顯區(qū)別于該家族其他成員的獨特功能。PLK4對中心體復制過程的起始和新中心粒的組裝至關(guān)重要。在缺少PLK4的細胞中, 中心體復制過程完全不能進行；相反，PLK4過表達會導致復制過程失控，在每個母中心粒周邊生成多個子中心粒，并存在劑量依賴，同時，這一過程中PLK4的激酶活性是必須的。因此，細胞內(nèi)必須有機制精確調(diào)控PLK4活性。
PIPKIγ是一種在細胞中合成PIP2的磷脂酰肌醇激酶。梅奧醫(yī)學中心的博士后研究員徐清問博士等在研究中意外發(fā)現(xiàn)PIPKIγ定位于中心體。和PLK4一樣，該定位依賴于一個名為CEP152的中心體結(jié)構(gòu)蛋白，并受細胞周期調(diào)控。利用三維超高分辨率熒光顯微技術(shù)，發(fā)現(xiàn)PIPKIγ位于中心粒的近端，和PLK4共定位。通過RNA干擾技術(shù)下調(diào)PIPKIγ后，細胞中每個母中心粒周邊同時生成多個原中心粒。這種中心粒過度生成的表型在同時下調(diào)PLK4后被抑制。相反，在細胞中上調(diào)PIPKIγ后，由過表達PLK4或者由細胞周期抑制劑-羥基脲誘導的中心粒復制失控表型被抑制。表明PIPKIγ是一種中心體復制的新型負向調(diào)控分子。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PIPKIγ可以直接結(jié)合PLK4的隱藏保羅樣（cryptic polo box）結(jié)構(gòu)域，并部分抑制PLK4激酶活性，提示PIPKIγ可能通過作用于PLK4實現(xiàn)調(diào)控功能。
該研究屬國際上首次報道一個磷脂酰肌醇激酶在中心體定位并負向調(diào)控中心體復制，對在分子機制上闡述中心體復制的過程具有重要意義，并有助于理解中心體異常在人類惡性腫瘤和纖毛病等疾病過程中的病理機制。該項研究在美國明尼蘇達州梅奧醫(yī)學中心完成。徐清問博士為本文的第一作者，其2009年畢業(yè)于北京大學，獲理學博士學位，現(xiàn)為梅奧醫(yī)學中心博士后研究員。凌堃博士為本文的通訊作者，其2001年畢業(yè)于中科院上海生物化學與細胞生物學研究所，獲理學博士學位，現(xiàn)為梅奧醫(yī)學中心助理教授。
