Ученые выяснили, как важные белки «стыкуются» с центромерой по принципу «замка и ключа»

Международная команда исследователей под руководством Института генетики растений и исследований культурных растений им. Лейбница (IPK) на модельном растении Arabidopsis thaliana изучила, как два ключевых белка — KNL2 и CENP-C — присоединяются к центромере хромосом, играющей решающую роль в делении клеток. Результаты опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.

Во время митотического и мейотического деления веретено деления связывается с хромосомами через центромеру, обеспечивая равное распределение генетического материала между дочерними клетками. Центромера состоит из центромерной ДНК и кинетохора — белкового комплекса, отвечающего за стабильность генома.

Белки KNL2 и CENP-C критически важны для правильного расхождения хромосом. Они должны точно «пристыковаться» к центромерной ДНК по принципу «замка и ключа». Однако ранее известные участки этих белков — мотивы CENPC-k/CENPC — недостаточны для установления прочной связи с центромерой и могут лишь распознать её.

Используя Arabidopsis thaliana, ученые показали, что для связи с центромерой необходимы также ДНК-связывающие области, расположенные рядом с уже известными мотивами белков.

«Эти связывающие области необходимы для соединения с центромерой и, следовательно, для взаимодействия белков с центромерной ДНК», — поясняет первый автор исследования Сурья Пракаш Ялагапати.

Фрагменты белков, содержащие мотивы CENPC/CENPC-k и ДНК-связывающие области, могут точно доставлять к центромерам белки, изменяющие структуру центромерного хроматина.

«Эти результаты углубляют наше понимание архитектуры центромеры и открывают новые возможности в синтетической биологии и хромосомной инженерии», — говорит руководитель исследования д-р Инна Лермонтова.

В долгосрочной перспективе этот подход может способствовать прогрессу в селекции растений за счёт оптимизации получения удвоенных гаплоидных линий и ускорения селекционного процесса.