Для точного деления клеток необходим строгий контроль за размещением белка CENP-A в центромерах
При каждом делении клетки организма ДНК должна быть точно разделена между двумя дочерними клетками. Ключевую роль в этом играет центромера — участок ДНК на каждой хромосоме, к которому крепится аппарат деления для расхождения хромосом. Чтобы этот аппарат распознал центромеру, в ней должно быть множество копий ключевого белка CENP-A.
После копирования ДНК перед делением клетке необходимо заново заполнить центромеры на новых и старых цепях ДНК белком CENP-A. Хотя известно, что этот процесс происходит в фазе клеточного цикла G1, его точная регуляция оставалась загадкой.
Исследователи из Whitehead Institute, Иэн Чизмен и аспирантка Кара Мак-Кинли, определили молекулярные механизмы, обеспечивающие правильное и своевременное пополнение запасов CENP-A в центромерах. Результаты опубликованы в журнале Cell.
- Во время митоза микротрубочки прикрепляются к белковому комплексу кинетохору, который закреплён молекулами CENP-A в центромере, и растаскивают хромосомы к полюсам клетки.
- От целостности центромеры зависит судьба клетки. Если центромер слишком много, слишком мало или они расположены неверно, расхождение хромосом нарушается, что ведёт к гибели клетки или болезни.
Мак-Кинли обнаружила, что две киназы — Plk1 и CDK — работают на отдельных этапах, обеспечивая корректное пополнение CENP-A. Для заполнения всех пробелов в центромере белком CENP-A оба этапа должны работать правильно. Нарушив с помощью этих киназ точный тайминг пополнения CENP-A, исследователи вызвали серьёзные проблемы с расхождением хромосом.
«Предполагалось, что время пополнения CENP-A важно для функции центромеры, потому что оно так жёстко контролируется. Теперь мы наконец смогли проверить это предположение», — говорит Кара Мак-Кинли.
«Работа Кары определила основу того, как контролируется процесс депонирования CENP-A. Поскольку этот этап является центральной частью существования центромеры, её работа — это фундаментальный шаг вперёд в нашем понимании этого процесса», — говорит Иэн Чизмен.