Как белок-конденсин удерживает хромосомы в компактной форме при делении клетки

Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге (Германия) обнаружили, как белковый комплекс конденсин удерживает «плечи» хромосом в сложенном, компактном состоянии во время деления клетки, действуя по принципу «фиксатора шнура» (cord-stopper). Исследование опубликовано в журнале Nature Structural and Molecular Biology.

Проблема: При делении клетки хромосомы разделяются, будучи растянутыми за свою центральную часть — центромеру. Длинные «плечи» хромосом, тянущиеся позади, могут запутаться или зацепиться, подобно длинной веревке за скальным выступом.

Решение клетки: Чтобы сделать хромосомные «плечи» более удобными для перемещения, клетка складывает их в короткие, жесткие структуры.

Роль конденсина: Исследования in vitro и в живых клетках дрожжей показали, что конденсин образует кольцо вокруг ДНК в плече хромосомы. Это кольцо, подобно фиксатору на шнуре, стягивает вместе две разные области хромосомного плеча, формируя петлю.

• Когда кольца конденсина были разрезаны, центромеры продолжали двигаться нормально, но хромосомные плечи отставали, что нарушало процесс деления клетки.
• Кольцо конденсина может в некоторой степени скользить вдоль «веревки» ДНК, но также есть свидетельства, что оно способно фиксироваться на определенных участках хромосомного плеча.

Значение: «Это первый шаг к пониманию того, как самая большая молекула в клетке может быть организована в нечто, с чем можно управляться во время деления клетки», — говорит руководитель работы Кристиан Хэринг.

Ученые полагают, что этот процесс, вероятно, одинаков в клетках человека, поскольку общая архитектура конденсина и хромосом у нас и у дрожжей схожа. Следующим шагом станет изучение того, как именно плечи хромосом затягиваются в кольца конденсина и высвобождаются из них.