Учёные нашли сигналы, заставляющие ядро клетки надуваться как шар

Учёные обнаружили сигналы, контролирующие размер ядра клетки. Размер ядра варьируется у разных видов, типов клеток одного вида и на разных стадиях развития. Увеличенные ядра также характерны для злокачественных раковых клеток.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли, профессор Ребекка Хилд и постдок Дэниел Л. Леви, изучили, почему ядра двух видов африканских шпорцевых лягушек (Xenopus laevis и Xenopus tropicalis) так различаются по размеру. Они обнаружили, что крупное ядро X. laevis втягивает больше материала в процессе роста.

Механизм регуляции размера

  • Учёные выяснили, что в ядро импортируются структурные белки, в частности ламины, которые формируют сеть, поддерживающую внутреннюю оболочку ядра (ядерную оболочку). Чем быстрее импорт ламинов и других структурных белков, тем быстрее они добавляются под оболочку, заставляя её надуваться, как воздушный шар.
  • Второй белок, ntf2, действует как «заглушка» в ядерных порах, замедляя импорт крупных белков.
  • Разница в концентрациях этих двух белков — импортирующего (importin-alpha) и привратника (ntf2) — объясняет разницу в размерах ядер у двух видов лягушек.

Ключевые факты эксперимента

  • У X. laevis в 3 раза больше importin-alpha и в 4 раза меньше ntf2, чем у X. tropicalis.
  • Изменяя уровни этих белков в экстрактах яиц X. tropicalis, учёные смогли заставить ядра этого вида увеличиться до размеров ядер X. laevis.
  • Исследование проводилось в пробирках с бесклеточной цитоплазмой, извлечённой из сотен яиц лягушек. Это позволило манипулировать белками и изучать регуляцию.

Значение и перспективы

Открытие механизмов регуляции размера ядра позволяет задать новые вопросы:

  • Можно ли, уменьшив размер ядра в раковых клетках, повлиять на их злокачественность?
  • Как связаны увеличение ядра и рак, которые часто сопутствуют друг другу, но чья причинно-следственная связь неясна?

Результаты исследования опубликованы 15 октября в журнале Cell. Работа финансировалась пятилетним грантом Pioneer Award в $2.5 млн от Национальных институтов здоровья (NIH).