Открытие клеточной структуры продвигает понимание развития рака

Исследователи из Уорикского университета обнаружили клеточную структуру, которая может помочь учёным понять, почему развиваются некоторые виды рака.

Впервые идентифицирована структура под названием «сетка» (the mesh), которая помогает удерживать клетки вместе. Это открытие, опубликованное в онлайн-журнале eLife, меняет наше понимание внутреннего каркаса клетки.

Это также имеет значение для понимания раковых клеток, поскольку сетка частично состоит из белка, который, как выяснилось, изменяется при определённых видах рака, например, молочной железы и мочевого пузыря.

Открытие было сделано группой под руководством доктора Стивена Ройла, доцента и старшего научного сотрудника Cancer Research UK на кафедре биомедицинской клеточной биологии Медицинской школы Уорика. Доктор Ройл сказал: «Как клеточный биолог, ты мечтаешь найти новую структуру в клетках, но это так маловероятно. Учёные изучают клетки с XVII века, поэтому найти то, чего раньше никто не видел, — это удивительно».

Исследователи сделали открытие случайно, изучая промежутки между микротрубочками, которые являются частью «внутреннего скелета» клетки. В делящихся клетках эти промежутки невероятно малы — всего 25 нанометров в ширину, что в 3000 раз тоньше человеческого волоса.

Аспирант доктора Ройла изучал структуры, называемые митотическими веретенами, в делящихся клетках с помощью томографии. Это позволило увидеть структуру, позже названную сеткой.

Митотические веретена — это способ клетки обеспечить, чтобы при делении каждая новая клетка имела полный геном. Веретена состоят из микротрубочек, а сетка удерживает микротрубочки вместе, обеспечивая поддержку. Хотя «межмикротрубочковые мостики» в митотическом веретене наблюдались и раньше, исследователи впервые увидели именно сетку.

Исследование получило финансирование и поддержку от Cancer Research UK и North West Cancer Research.

Доктор Ройл пояснил: «Мы смотрели в 2D, и это создавало впечатление, что микротрубочки соединяют «мостики». Это было известно с 1970-х годов. Внезапно наклон волокна в 3D показал нам, что мостики вовсе не одиночные распорки, а сетчатая структура, соединяющая все микротрубочки вместе».

Открытие влияет на исследования раковых клеток. Клетка должна точно распределять хромосомы при делении, иначе две новые клетки могут получить неправильное их количество. Это называется анеуплоидией, и она связана с рядом опухолей в разных органах.

Митотическое веретено отвечает за распределение хромосом, и исследователи полагают, что сетка необходима для структурной поддержки. Слишком слабая поддержка со стороны сетки сделает веретено слишком слабым для правильной работы, однако слишком сильная поддержка не позволит ему исправлять ошибки. Было обнаружено, что один из белков, составляющих сетку, TACC3, сверхпродуцируется при определённых видах рака. Когда эту ситуацию смоделировали в лаборатории, сетка и микротрубочки изменились, и у клеток возникли проблемы с распределением хромосом во время деления.

Доктор Эмма Смит, старший специалист по научным коммуникациям в Cancer Research UK, сказала: «Проблемы с делением клеток часто встречаются при раке — клетки нередко получают неправильное количество хромосом. Это раннее исследование даёт первое представление о структуре, которая помогает правильно распределять хромосомы клетки при её делении, и это может быть ключевым пониманием того, почему этот процесс нарушается при раке и можно ли разработать лекарства, чтобы это остановить».

Анна Джексон, генеральный директор NWCR, добавила: «Доктор Ройл и профессор Ян Прайор из Ливерпульского университета значительно продвинулись в понимании поведения раковых клеток, что потенциально может лучше информировать будущие методы лечения рака».