Учёные обнаружили «предохранитель» во всех делящихся клетках
Исследователи сделали важное открытие о том, как клетки контролируют момент деления, что углубляет понимание одного из самых фундаментальных процессов жизни.
Исследование выявило «предохранитель» внутри клеток, который предотвращает их деление до тех пор, пока ДНК не будет равномерно распределена между двумя дочерними клетками.
Это открытие может привести к созданию новых методов лечения, предотвращающих деление раковых клеток или убивающих их, заставляя делиться преждевременно.
Международная команда из Института исследования рака (Лондон), Кембриджского университета и Университетского колледжа Дублина изучила роль ключевого компонента клеточного механизма, управляющего делением.
Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell и финансировалось Cancer Research UK, Wellcome, Science Foundation Ireland и Европейским союзом.
Учёные изучили роль молекулы BubR1 в митозе — процессе, при котором клетка копирует свои хромосомы и разделяет их на две отдельные клетки.
BubR1 является частью молекулярной машины, которая предотвращает деление клеток до их готовности, останавливая разделение двух наборов хромосом.
Команда сосредоточилась на небольшой части BubR1, которая сохранилась в ходе эволюции во всех царствах живых организмов, кроме бактерий, что указывает на её фундаментальную функцию.
Исследователи удалили нормальный BubR1 из клеток, заменив его изменённой формой с дефектом в критической области. С помощью покадровой съёмки на мощных микроскопах они измерили, как долго клетки с мутантным BubR1 могут задерживаться в митозе.
Было обнаружено, что клетки с мутантным BubR1 не могли, как обычно, задерживаться в митозе. Это приводило к неравномерному распределению хромосом между дочерними клетками.
Учёные пришли к выводу, что изученная ими ключевая часть BubR1 — которую они назвали ABBA-последовательностью — действует как предохранитель. Она предотвращает прогрессирование митоза до тех пор, пока хромосомы не будут правильно расположены для разделения.
Раковые клетки зависят от этого предохранителя гораздо сильнее, чем нормальные, потому что у них часто больше хромосом, которые нужно правильно разместить, и поэтому им требуется больше времени в митозе.
Возможно, лечение рака может заключаться в том, чтобы заставить раковые клетки делиться преждевременно и потенциально убить их, вызвав в них фатальные ошибки.
Некоторые препараты, заставляющие раковые клетки делиться преждевременно, уже проходят клинические испытания. Новое исследование показывает, что в будущем также могут быть разработаны новые классы низкомолекулярных препаратов, отключающие предохранитель BubR1.
Профессор Джон Пайнс, руководитель отдела биологии рака в Институте исследования рака (Лондон):
«Наше исследование обнаружило "предохранитель" в механизме деления клеток, который предотвращает деление до тех пор, пока клетки не подтвердят успешное выравнивание своих хромосом. В будущем может стать возможным отключать этот предохранитель в раковых клетках с помощью лекарств — это заставит клетки делиться до их готовности и потенциально убьёт их, внося серьёзные ошибки в процесс деления».
Профессор Пол Уоркман, исполнительный директор Института исследования рака (Лондон):
«Раскрытие сложности клеточного деления фундаментально для понимания рака. Мы знаем, что клетки полагаются на предохранительные механизмы, чтобы не делиться до готовности, и они могут быть особенно важны для раковых клеток со сложными, нестабильными геномами и дополнительными хромосомами. Если бы мы могли найти способ инактивировать этот предохранитель, мы могли бы избирательно убивать раковые клетки, заставляя их делиться преждевременно».
Доктор Эйн Маккарти, старший специалист по научным коммуникациям Cancer Research UK:
«Изучая, как делятся клетки, эти учёные определили потенциально новый способ уничтожения раковых клеток, который в будущем может привести к разработке новых противораковых препаратов. Такие ранние исследования подчёркивают важность проведения фундаментальных исследований, которые углубляют наше понимание работы клеток — без этого невозможно разработать новые методы лечения».