Более точное понимание клеточного деления

Процесс деления клетки тщательно отрепетирован и не терпит ошибок. Парная генетическая информация выстраивается в центре клетки в виде хромосом, которые затем должны быть аккуратно разведены, чтобы дочерние клетки получили идентичную копию ДНК материнской клетки.

Молекулярная машинерия, которая направляет и буквально растаскивает хромосомы, состоит из пар микротрубочек, расходящихся от противоположных полюсов делящейся клетки, и огромного, но точного молекулярного комплекса — кинетохора. Этот "нежный гигант" захватывает особый участок хромосомы — центромеру.

Парадоксально, но чем больше натяжение микротрубочки, тем сильнее хватка кинетохора — по аналогии с механизмом китайской ловушки для пальцев, которая сжимается тем сильнее, чем больше пытаешься вытащить палец. Фактически, правильное натяжение может быть сигналом для клетки, что всё идёт по плану. При отсутствии натяжения клетка получает сигнал о повреждении или мутации (например, раковой) и часто самоуничтожается.

В другом примере молекулярной акробатики и точности, когда микротрубочка тянет захваченную хромосому к полюсу, она укорачивается, теряя субъединицы тубулина. Усложняет ситуацию то, что разборка происходит именно в точке прикрепления кинетохора. Представьте, что вы подтягиваетесь на верёвке, но по мере движения вверх её конец исчезает прямо под тем местом, за которое вы только что держались. Именно это и делает этот ловкий механизм. Поскольку у кинетохора много точек контакта (как у рукава или той же китайской ловушки), он хорошо удерживает микротрубочку даже по мере её разборки.

Размером в 100 нанометров кинетохор — настоящий гигант. Для сравнения, рибосома, одна из самых сложных функциональных молекул в клетке, имеет размер всего 25 нанометров.

Это представление о молекулярном размере и сложности подчёркивает, каким достижением является работа Бунго Акиёши (из Центра исследования рака Фреда Хатчинсона, Сиэтл) и коллег. Они сообщили об изоляции кинетохора вне клетки и о том, что in vitro он выполняет те же задачи, что и in vivo. Результаты опубликованы в номере журнала Nature от 25 ноября. Исследование частично поддержано грантом Национального научного фонда (NSF).

Участница исследования Сью Биггинс заявила: "Выделение этой молекулы из клетки сегодня так же захватывающе, как и наблюдение за рибосомой более 50 лет назад!"