真核生物通过有丝分裂过程将基因组信息传递到下一代子细胞中。作为基因的载体,DNA分子的复制与分离对遗传信息的传递起重要作用。在细胞中,DNA分子与组蛋白及非组蛋白结合形成可进行反复组装与去组装的染色质分子参与这一过程。在有丝分裂过程中姊妹染色单体进行高度集缩,形成棒状的染色体结构以利于有丝分裂过程中基因组上遗传信息的正常分离。在染色质集缩过程中,组蛋白与一系列非组蛋白都起重要作用。由两组H2A、H2B、H3、H4组成的组蛋白八聚体与DNA相互作用形成的核小体在组蛋白H1的协助下形成完整的染色质结构。在一系列非组蛋白的协助下,间期染色质逐步集缩有丝期的染色体结构。其中,集缩素与拓扑异构酶是染色体上最主要的两种非组蛋白。它们在细胞周期的特定时期起重要作用。集缩素是染色体集缩的主要蛋白,在酵母、果蝇及爪蟾等生物中集缩素作用机制已有很多研究,在有ATP存在的情况下,它可以将染色质集缩以利于有丝分裂的进行,对集缩素进行定点突变或缺失突变将导致有丝分裂过程发生异常,使染色体结构缺失或形成肥胖的染色体等。但是在高等哺乳动物细胞染色体中,集缩素的功能研究还比较少,对其进行缺失或过表达的研究对有丝分裂的影响仍待研究,另外拓扑异构酶Ⅱ作为一种在细胞周期中都起重要作用的非组蛋白也被发现参与染色体的集缩,对其进行功能性抑制会引起细胞周期停滞。但是它在有丝分裂过程中的作用还不清楚,它与集缩素等非组蛋白的作用方式也存在争议。本文利用共转染技术与RNAi干涉技术研究了HeLa细胞中集缩素蛋白对染色体集缩的影响,利用HeLa细胞核在爪蟾卵非细胞体系中的染色体重构实验确定了集缩素在染色体集缩中的作用,通过免疫荧光技术及蛋白共沉淀技术分析了集缩素蛋白与拓扑异构酶Ⅱ的作用关系。结果表明,利用外源质粒表达N-末端缺失的集缩素SMC亚基会干扰功能正常的集缩素对染色体的集缩而形成轻微肥大的染色体。利用RNAi质粒抑制集缩素的合成会影响染色质的集缩而形成明显的染色质桥现象,并产生多核细胞及核型异常细胞。体外重构实验也表明,集缩素是染色体正常集缩的必要蛋白,免疫去除集缩素之后染色质不能形成棒状染色体结构,而是以染色质状态存在。另外免疫沉淀实验也表明,集缩素与拓扑异构酶Ⅱ在细胞周期的特定时期有紧密的联系,存在共定位与共沉淀现象。通过以上的研究,我们认为在高等哺乳动物细胞中,集缩素直接影响有丝分裂染色体的集缩水平并能够影响随后的染色体分离过程,它是有丝分裂过程中必不可少的蛋白。同时,集缩素与拓扑异构酶Ⅱ的相互作用关系也表明集缩素是一种活跃的蛋白,与其它非组蛋白共同完成染色体集缩过程。