Кинетохоры предпочитают "молчащие" участки ДНК хромосомы
Белковый комплекс, ответственный за распределение хромосом во время деления клетки, собирается в переходных областях между гетерохроматином и эухроматином.
Учёные из Института иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка и BIOSS во Фрайбурге исследовали факторы, играющие ключевую роль в формировании кинетохоры. Согласно их выводам, как организация хромосом, так и эпигенетические метки определяют место, где может сформироваться кинетохора и, в конечном итоге, центромера.
- Центромера — это специализированный участок хромосомы, на котором собирается белковый комплекс, известный как кинетохора. Во время деления клетки кинетохора обеспечивает точку прикрепления к микротрубочкам цитоскелета, опосредуя расхождение хромосом к двум полюсам клетки.
- В клетках пивных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) есть специфическая последовательность ДНК длиной 125 пар оснований, которая определяет положение центромеры. Однако у других организмов такой конкретной последовательности нет.
- Предполагается, что у них положение центромеры регулируется эпигенетически с помощью центромер-специфического белка упаковки ДНК (гистона) CENH3/CENP-A.
Исследователи индуцировали образование гистона CENH3 в клетках плодовой мушки (Drosophila). Хотя белок встраивался в хромосомы во многих местах, de novo сборка эктопических кинетохор происходила не случайно, а предпочтительно:
- В переходных областях между бедными генами (гетерохроматин) и богатыми генами (эухроматин) участками.
- Чаще всего — на концах хромосом, теломерах.
Причины такой избирательности:
- В этих переходных областях и теломерах отсутствуют типичные белки гетеро- и эухроматина, что может способствовать сборке кинетохоры.
- В этих регионах экспрессируется очень мало генов.
- Обмен хроматина в этих областях очень низок, что позволяет накапливаться кинетохор-специфическому гистону.
«Помимо центромер-специфических гистонов, окружение хромосомы явно играет решающую роль в формировании кинетохоры. Эпигенетические метки гистонов также влияют на то, где может сформироваться кинетохора и, в конечном счете, центромера», — объясняет Патрик Хойн из Института Макса Планка.