Ученые раскрыли важную роль «рабочей лошадки» деления клеток
Новое исследование показывает, как ключевой белок, запускающий деление клетки, помогает высвободить другой важный белок из «центра управления» клетки.
Когда деление клетки идет неправильно, могут возникать ошибки в разделении хромосом — пакетов ДНК, несущих генетическую информацию — между двумя дочерними клетками. Это может привести к раковому росту.
Ключевой фермент клеточного цикла, Cyclin B1-Cdk1, является триггером для начала деления клетки. Его также называют «рабочей лошадкой» деления клеток, поскольку он координирует другие белки, участвующие в этом сложном процессе.
Уровень Cyclin B1 повышен при некоторых типах рака. Новое исследование углубляет понимание его перемещений и взаимодействий во время деления клетки, что в будущем может привести к более специфичным способам воздействия на активность Cyclin B1-Cdk1 и связанных с ним белков при лечении рака.
Cyclin B1 взаимодействует с другим ключевым белком
Ученые из Института исследования рака в Лондоне обнаружили, что Cyclin B1 помогает высвободить белок MAD1 — играющий ключевую роль в делении клеток — из центра управления клеткой, когда она начинает делиться.
При делении клетки ее хромосомы должны разделиться, чтобы из одной «родительской» клетки образовались две идентичные дочерние. Это происходит за считанные минуты, и в процессе полностью реорганизуется содержимое клетки.
В исследовании, опубликованном в Journal of Cell Biology и финансируемом Cancer Research UK, ученые проанализировали партнеров Cyclin B1 и определили, что сильнее всего он взаимодействует именно с MAD1.
Они определили точную область белка MAD1, которая взаимодействует с Cyclin B1, используя редактирование генов для удаления этой части белка и показав, что это предотвращает взаимодействие двух белков.
Это взаимодействие позволяет MAD1 выполнять свои собственные ключевые функции в процессе деления: он играет важную роль в обеспечении того, чтобы каждая дочерняя клетка получила равный и идентичный набор хромосом.
Обеспечение правильного местоположения Cyclin B1 в нужное время
Используя инструмент редактирования генов CRISPR для изменения структуры MAD1, исследователи детально изучили его функцию и показали, что взаимодействие между MAD1 и Cyclin B1 критически важно для того, чтобы Cyclin B1 оказался в нужном месте в нужное время во время деления клетки.
Предотвращение взаимодействия Cyclin B1 с MAD1 нарушало процесс деления клетки и приводило к ошибкам в распределении хромосом, наследуемых двумя дочерними клетками.
MAD1 может функционировать аномально при некоторых типах рака, вызывая ошибки, при которых клетки делятся неравномерно, и одна получает больше ДНК, чем другая. Более глубокое понимание его функций в процессе деления клетки может привести к более точным способам изменения активности MAD1 при лечении рака.
Ученые ICR шли к этим открытиям 15 лет. Они являются фундаментальными для более широкого понимания клеточной биологии и сложного процесса деления клеток. Многие ключевые процессы с участием Cyclin B1 уже были известны, но это исследование впервые показывает точный сайт на MAD1, который взаимодействует с Cyclin B1, и важность этого взаимодействия для высвобождения MAD1 из центра управления клеткой, что позволяет произойти последующим событиям.
Фундаментальный пример регуляции деления клеток
Руководитель исследования профессор Джон Пайнс, глава отделения биологии рака в ICR, сказал: «В этом исследовании мы показываем, что Cyclin B1, компонент «рабочей лошадки» деления клеток, играет важную роль в высвобождении другого ключевого регулятора, MAD1, из центра управления клеткой. Это фундаментальный пример того, как деление клетки регулируется в пространстве и времени. Наши выводы помогают понять взаимозависимые роли этих белков, оба из которых могут функционировать аномально в раковых клетках. Более глубокие знания о том, как реорганизуется клеточная машинерия в процессе деления, могут привести нас к новым способам борьбы с раком».