Учёные впервые увидели перестройку клеточного «скелета» при образовании половых клеток

Международная группа учёных под руководством Университета Лестера впервые с помощью мощных микроскопов визуализировала, как меняется архитектура микротрубочек внутри клетки в процессе образования гамет (половых клеток). Открытие может повлиять на лечение расстройств, вызванных нарушением регуляции микротрубочек, таких как синдром Дауна, лиссэнцефалия или рак.

Исследование на дрожжевых клетках, опубликованное в Current Biology, показало:

• Впервые определена точная структура, которую принимают микротрубочки, играющие жизненно важную роль в образовании гамет.
• Обнаружен белок Hrs1/Mcp6, ответственный за создание этой структуры.
• Показано, что этот белок должен быть строго регулируем для успешного завершения формирования гамет. Сбой регуляции может привести к образованию гамет с неправильным числом хромосом, что у людей способствует таким расстройствам, как синдром Дауна.

Методы и открытия

Используя флуоресцентные и конфокальные микроскопы в Университете Лестера и электронные микроскопы в Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге, учёные впервые «увидели» архитектуру микротрубочек в дрожжевой клетке, претерпевающей гаметогенез.

Было обнаружено, что в начале половой дифференцировки формируется радиальный массив микротрубочек, исходящий из центра организации микротрубочек (MTOC). Однако его структура кардинально отличается от известной в пролиферирующих клетках. Эту новую структуру назвали радиальным центром организации микротрубочек (rMTOC).

Значение работы

• Микротрубочки — фундаментальные структуры клетки, необходимые для сегрегации хромосом при образовании гамет. Мутации в регулирующих их белка могут вызывать лиссэнцефалию, а препараты, нацеленные на микротрубочки, эффективны в лечении рака.
• Исследование показывает, что динамическая перестройка микротрубочек включает транзиторное образование специализированной структуры rMTOC, которая затем подвергается жёсткому подавлению для перехода к следующей стадии.
• Поскольку у белка Hrs1/Mcp6, вероятно, есть аналоги у млекопитающих, эта парадигма строго контролируемых, временных структур для организации архитектуры микротрубочек может быть консервативной у разных видов.

Доктор Каёко Танака, руководитель исследования: «Мы были потрясены, когда увидели поразительную структуру rMTOC... Почти нереально наконец получить существенные доказательства в поддержку нашей гипотезы, которая существовала более 5 лет».