Ученые раскрыли секреты деления клеток и определили роль белка, повышенного при раке
Исследователи из Принстонского университета воссоздали ключевой процесс деления клеток в пробирке, раскрыв жизненно важную роль белка TPX2, уровень которого повышен более чем в 25% всех случаев рака. Результаты, описанные в двух статьях в журналах eLife и Nature Communications, — важный шаг к воссозданию всего аппарата деления клеток и могут привести к новым методам лечения, направленным на предотвращение роста раковых клеток.
При делении клеток веретенообразная структура, состоящая из тысяч нитей — микротрубочек, — прикрепляется к хромосомам и распределяет их поровну между новыми клетками. Каждая микротрубочка собирается из отдельных молекул тубулина. Ветвление микротрубочек — процесс, при котором новая микротрубочка образуется сбоку от существующей, — критически важен, так как позволяет клетке быстро создавать множество микротрубочек, направленных к хромосомам.
Этот процесс зависит от нескольких молекулярных комплексов:
- γ-тубулиновое кольцевой комплекс (γ-TuRC) инициирует сборку микротрубочек.
- Комплекс аугмин рекрутирует γ-TuRC к боковой поверхности существующих микротрубочек.
- Белок TPX2, повышенный при раке, также участвует в процессе, но его механизм действия был неизвестен.
Ключевые открытия
Исследование в eLife (воссоздание процесса в пробирке):
- TPX2, как и аугмин, может связываться с микротрубочками и рекрутировать γ-TuRC для инициации ветвления.
- TPX2 также помогает рекрутировать аугмин к микротрубочкам, дополнительно усиливая набор γ-TuRC.
- Вывод: Ветвление микротрубочек происходит наиболее эффективно при одновременном присутствии аугмина, TPX2 и γ-TuRC. TPX2 играет центральную роль в контроле этой реакции.
Исследование в Nature Communications (физическое состояние TPX2):
- TPX2 ведет себя как жидкость, способствуя ветвлению. Он образует жидкий слой на поверхности микротрубочек, который собирается в капли, содержащие тубулин, — аналогично тому, как утренняя роса собирается на паутине.
- TPX2 и тубулин могут конденсироваться вместе, образуя капли по механизму фазового разделения (как капли масла в воде).
- Новые микротрубочки могут формироваться из этих капель TPX2-тубулина, что приводит к образованию разветвленных структур.
Значение и перспективы
Оба исследования показывают, что TPX2 является ключевым элементом ветвления микротрубочек. Он первым прибывает к микротрубочкам, чтобы собрать все остальные компоненты, и делает это, ведя себя как жидкость.
Ученые полагают, что клеточные сигналы могут регулировать конденсацию TPX2, чтобы она происходила только при делении клетки. "Наши данные о поведении TPX2 могут направить будущие терапевтические усилия по модуляции деления клеток", — отметила Сабина Петри. Воссоздание процесса ветвления — важный шаг к воссозданию всего веретена деления и других клеточных структур.