Новая техника раскрывает роль гистонов в делении клеток

Исследователи из Университета Рокфеллера разработали новую технику, позволяющую изучить роль гистонов — белков, которые структурируют ДНК, — в ключевых процессах клеточного деления, таких как сегрегация хромосом и построение ядра клетки.

Манипуляции с генами, кодирующими гистоны, обычно вызывают масштабные изменения в клетке, которые трудно интерпретировать, поскольку гистоны сами регулируют экспрессию генов. Новая методика, разработанная в лаборатории Хиронори Фунабики, позволяет обойти эту проблему.

Эксперименты, проведенные под руководством Кристиана Цирхута, были сосредоточены на нуклеосомах — структурах, состоящих из ДНК и гистонов. Исследование показало, что:

• Для формирования митотического веретена (клеточной машины, разделяющей хромосомы) необходимо присутствие нуклеосом.
• Гистоны необходимы для формирования ламины — опорной структуры ядерной оболочки.
• Гистоны играют важную роль в формировании ядерных поровых комплексов, выступая в качестве селективных ворот в ядро и из него. В этом процессе гистоны, по-видимому, помогают инициировать сборку, рекрутируя две другие молекулы — RCC1 и ELYS.

Для экспериментов ученые использовали экстракт яиц лягушки — модель, идеально подходящую для изучения деления клеток. Ключевым достижением стало создание экстракта, свободного от эссенциальных гистонов, что раньше считалось невозможным. Это позволило проверить, что происходит при добавлении «голой» ДНК или нуклеосом с измененными гистонами.

Значение открытия: Требование присутствия гистонов может помогать клетке контролировать, где именно формируются митотическое веретено и ядерная оболочка. Это особенно важно для крупных клеток, которым необходимо гарантировать, что эти структуры образуются в правильном месте — на их собственных хромосомах, содержащих гистоны. Таким образом, клетка обеспечивает сохранение, доступ и передачу только правильного набора генетических инструкций.