Молекулярные «дорожные сигналы» обеспечивают правильный ход деления клеток

Исследователи из Института биоинформатики Виргинского политехнического института обнаружили, что сигнализация на критических этапах деления клетки происходит медленнее, чем ожидалось. Эта задержка необходима для безопасного разделения хромосом и создания генетически идентичных дочерних клеток.

Открытие, представленное в журнале Current Biology, проливает свет на тонкости клеточного цикла и на то, как ошибки в нём могут приводить к раку и другим хромосомным дефектам.

Учёные выяснили, что важная сигнальная сеть действует как молекулярный «светофор» или контрольная точка. Она приостанавливает клеточный цикл, пока каждая хромосома не займёт правильное положение. Это обеспечивает сохранение клеточной идентичности и правильного числа хромосом. Сбой этой контрольной точки может быть катастрофическим, приводя к раку или таким хромосомным нарушениям, как синдром Дауна.

Однако эта контрольная точка должна быть временной. Если она останется активной после определённого момента, деление клетки не сможет продолжиться правильно.

Ранее считалось, что молекулярный «светофор» полностью выключается. Но команда исследователей под руководством Сильке Хауф показала, что он остаётся активным, но сигнал «стоп» поступает слишком медленно, чтобы предотвратить переход клетки за критическую точку.

«Это как переход через широкую улицу, — говорит ведущий автор работы Юлия Каменц. — Сначала нужно дождаться, когда светофор переключится с красного на зелёный, чтобы начать движение. Но если свет снова станет красным, пока вы на середине дороги, вам придётся продолжать идти, иначе вы никогда не перейдёте».

Медленная реакция на молекулярный «светофор» создаёт для клеток значительный риск. Исследователи показали, что если первоначальный сигнал не распознаётся достаточно быстро, могут произойти фатальные ошибки в разделении хромосом. Тем не менее, польза от того, чтобы не «застрять» во время деления клетки, перевешивает этот риск. Таким образом, эта медленность позволяет клеткам осуществлять жизненно важные функции мониторинга и контроля для обеспечения правильного деления и распределения хромосом без необходимости вовремя отключать сигнал.