Учёные обнаружили неожиданную роль ключевого белка в делении клеток
Исследователи из Института Ру́дера Бошковича (Хорватия) открыли, что белок CENP-E, который долгое время считался мотором, тянущим хромосомы на место во время деления клетки, на самом деле играет совершенно иную роль в движении хромосом. Он стабилизирует начальные прикрепления хромосом к внутренним «рельсам» клетки, обеспечивая их правильное выстраивание перед разделением.
В связанном исследовании учёные обнаружили, что небольшие структуры внутри наших клеток — центромеры, которые считались функционирующими независимо, — помогают направлять этот ключевой белок, обеспечивающий правильное деление клеток. Эти выводы опровергают двадцатилетнее понимание, изложенное в учебниках, и имеют большое значение для наук о жизни, поскольку ошибки в этом процессе лежат в основе многих видов рака и генетических заболеваний.
Пересмотр роли CENP-E
Два новых исследования под руководством доктора Круно Вукушича и профессора Ивы Толич, опубликованные в Nature Communications, опровергли старую модель и предложили новые способы её регуляции.
«CENP-E — это не двигатель, тянущий хромосомы к центру, — говорит Вукушич. — Это фактор, который обеспечивает их правильное первоначальное прикрепление. Без этой начальной стабилизации система останавливается».
Не мотор, а регулятор
Ранее CENP-E описывали как рабочий мотор, который затаскивает отставшие хромосомы в центр клетки. Команда из Загреба обнаружила нечто более тонкое: CENP-E — это не поезд, а недостающий элемент сцепки, механизм, обеспечивающий достаточно прочное соединение.
Проблема выстраивания хромосом кроется в белках семейства Aurora киназ, которые действуют как сверхусердные светофоры. Они заполняют клетку сигналами «стоп», дестабилизируя ранние прикрепления и не позволяя хромосомам зафиксироваться слишком рано или в неправильном месте.
CENP-E вмешивается в этот процесс. Модулируя сигналы, он переключает светофор на «зелёный» ровно настолько, чтобы хромосомы могли зацепиться. Как только образуется первое стабильное соединение, остальное происходит естественным образом.
«Речь идёт не о грубой силе, — объясняет Толич. — Речь идёт о создании условий для бесперебойной работы системы. Ключевая роль CENP-E — стабилизировать начало, и как только это происходит, остальная часть митоза разворачивается правильно».
Последствия для науки и медицины
«Конгрессия (выравнивание) хромосом внутренне связана с биориентацией, — говорит Толич. — Мы показываем, что CENP-E не вносит значительного вклада в само движение. Его решающая роль — стабилизация концевых прикреплений в начале. Именно это позволяет системе работать правильно».
Это фундаментальный сдвиг в понимании: от силы и движения к регуляции и синхронизации. Ошибки в расхождении хромосом являются определяющей чертой рака. Клетки опухоли представляют собой лоскутное одеяло из дупликаций и делеций целых хромосом или их сегментов, каждое из которых восходит к сбою в клеточной транспортной системе.
Показав, что основная роль CENP-E заключается в регуляции первых прикреплений, и связав эту регуляцию с активностью Aurora киназы, команда не только соединила два процесса, которые считались независимыми, но и наметила критическую уязвимость. Это понимание может вдохновить на создание лекарств, которые будут тонко настраивать баланс, подавляя неконтролируемые деления или исправляя остановившиеся.
«Речь идёт не только о переписывании модели, — говорит Вукушич. — Речь идёт об определении механизма, который напрямую связан с болезнью. Это открывает двери для диагностики и для размышлений о новых методах лечения».