Клеточная копировальная машина: Как дочерние клетки становятся похожими на материнские

Крошечные структуры в наших клетках, называемые центриолями, контролируют как деление клетки, так и её подвижность. Количество этих структур строго регулируется, а отклонения приводят к бесплодию, микроцефалии и ускоряют развитие рака. Но как материнские клетки понимают, что передают правильное количество центриолей своим дочерним клеткам? Они делают это, копируя эти структуры только один раз, так что каждая дочерняя клетка наследует одну из копий. Исследовательская группа из Института Гульбенкяна (IGC, Португалия) под руководством Моники Беттенкур-Диаш раскрыла механизм, с помощью которого материнская клетка копирует центриоли лишь однажды перед их распределением между двумя дочерними клетками. Исследование опубликовано в свежем номере журнала Current Biology.

Когда материнская клетка делится на две дочерние, её структуры должны дублироваться, чтобы каждая дочерняя клетка получила правильный набор и была похожа на мать. Хотя многое известно о регуляции дупликации генетического материала, оставалось загадкой, как центриоли копируются только один раз. Команда Беттенкур-Диаш подошла к этому вопросу, сосредоточившись на ключевом молекулярном триггере образования центриолей — белке PLK4, который они недавно идентифицировали. «Мы обнаружили, что триггер работает только непосредственно перед образованием центриолей. Что-то в клетке ингибировало триггер в другие моменты времени, обеспечивая формирование правильного числа копий центриолей в нужное время», — говорит Зитуни Сием, соавтор исследования.

Исследовательская группа в сотрудничестве с учёными из Германии, США, Японии и Франции начала изучать, что ингибировало этот триггерный белок в другие моменты времени. «Мы обнаружили, что ключевой белковый комплекс, задающий "часы" клеточного деления, CDK1, ингибирует активность PLK4, "похищая" его партнёра (STIL). В результате PLK4 может начать формировать центриоли только в определённый момент клеточного цикла, когда CDK1 отсутствует», — объясняет Зитуни Сием. Таким образом, механизм образования центриолей регулируется "часами" клеточного цикла, обеспечивая сходство дочерних клеток с материнскими.

Моника Беттенкур-Диаш добавляет: «Я очень горжусь этой работой. Мы знали, что "часы" клеточного цикла и образование центриолей должны быть связаны — иначе как клетки могли бы обеспечить создание правильного числа копий? Это первая связь, показывающая, как механизм клеточного цикла регулирует триггер биогенеза центриолей, обеспечивая формирование правильного количества центриолей в нужное время, что критически важно для гомеостаза».