Контроль над центриолями для правильного деления клеток

Исследователи из Венского университета и Медицинского университета Вены совместно с коллегами из Института молекулярной патологии (IMP) изучили, как дупликация ключевого компонента аппарата деления клеток — центриолей — координируется с клеточным циклом. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Центриоли — организаторы деления клеток

При делении клеток их генетический материал (в форме X-образных хромосом) выстраивается по центру и разделяется к противоположным полюсам с помощью веретена из микротрубочек. Полюса веретена в клетках животных организуют центросомы. Каждая центросома состоит из двух цилиндрических центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу и окружённых аморфной плотной массой — перицентриолярным материалом (PCM). В конце деления унаследованные дочерними клетками две центриоли разделяются, и каждая затем формирует новую центриоль. Это обеспечивает формирование биполярного веретена при следующем делении. Точный контроль разделения и дупликации центриолей критически важен. Аномальное число центросом часто наблюдается в раковых клетках и может быть причиной неправильного распределения генетического материала.

PCM — «клей», удерживающий центриоли вместе

До сих пор было неясно, как центриоли удерживаются вместе и как регулируется их разделение в конце деления. Исследование показало, что в большинстве случаев (кроме специализированных условий оплодотворения) центриоли удерживаются вместе не белком когезином, как хромосомы, а именно PCM. Это объясняет ранее противоречивые данные о механизме разделения центриолей. Открытие двух клеточных механизмов контроля стало возможным благодаря использованию в качестве модельного организма нематоды C. elegans.

Судьба стволовых клеток и рак

Плотная масса PCM, удерживающая сестринские центриоли, разбирается в конце деления клетки. Микротрубочки, ответственные за разделение генетического материала, также участвуют в разведении PCM и центриолей. Этот жёстко регулируемый процесс критически важен для обеспечения правильного числа центросом в дочерних клетках и предотвращения ошибок в сегрегации хромосом, которые могут привести к гибели клетки или образованию опухоли.

Центросомы также связаны с распределением детерминант клеточной судьбы. При делении стволовой клетки она производит не две идентичные дочерние клетки, а другую стволовую клетку и клетку, которая может дифференцироваться в специализированный тип. Центросомы участвуют и в этом процессе.

Исследователи отмечают, что PCM всё ещё таит много сюрпризов. Одна из текущих целей — изучение организации этой во многом загадочной клеточной структуры, что поможет понять, как центросомы выполняют свои многочисленные функции в клетке.