Новое понимание контроля разделения ДНК в делящихся клетках

Исследование, опубликованное в журнале eLife, показало, что белок Astrin важен для своевременного и равномерного разделения хромосом во время деления клетки.

Во время деления хромосомы, содержащие дублированный набор ДНК, должны быть поровну разделены между новыми дочерними клетками. Для этого хромосомы должны быть правильно прикреплены к микроскопическим нитевидным структурам — микротрубочкам, которые их растаскивают.

Однако вопрос о том, как стабильные связи между хромосомами и микротрубочками поддерживаются, пока хромосомы разъединяются, долгое время оставался загадкой.

Закрепление связей

Исследователи обнаружили, что белковый комплекс Astrin направляется к правильным местам прикрепления и работает над их дальнейшим укреплением. Профессор Виджи Дравиам, ведущий автор исследования, пояснил: «Мы выяснили, что Astrin прибывает к месту прикрепления вместе с ферментом PP1, когда образованы правильные связи. Вместе эти белки быстро закрепляют связи, позволяя им выдерживать силы, разрывающие ДНК. Этот комплекс действует только на правильные связи, что помогает клеткам получить верное число хромосом после деления».

Доктор Дуччо Конти, первый автор статьи, добавил: «Хотя мы изначально думали, что Astrin важен для «цементирования» связей, мы с удивлением обнаружили, что он работает как динамический замок, предотвращая преждевременную стабилизацию связей».

Междисциплинарной команде, включавшей структурных и эволюционных биологов, также удалось определить, как и где Astrin связывается с ферментом PP1.

Важная веха

Деление клеток в организме строго контролируется, но ошибки случаются, и клетки могут получить неправильное число хромосом.

Предыдущие исследования показывали, что раковые опухоли с аномальным числом хромосом более агрессивны и устойчивы к множеству препаратов. Поэтому понимание причин ошибок в разделении хромосом и механизмов, которые их предотвращают, может помочь в разработке методов лечения.

Профессор Ричард Пикерсгилл отметил: «Прямо сейчас наши клетки делятся, чтобы заменить утраченные и поврежденные; это удивительный процесс, необходимый для жизни, но и невероятно сложный — только в организации и разделении хромосом участвуют более 100 белков. В деталях механизма сегрегации хромосом ещё многое предстоит открыть, но эта работа, объясняющая роль Astrin в укреплении связей с микротрубочками, — важная веха на этом пути».

Доктор Эмили Армстронг подчеркнула: «Это исследование жизненно важно для понимания сложных процессов, происходящих при делении клеток. Ошибки в этой цепочке событий могут привести к генетическим сбоям, которые вызывают рак. Такие исследования помогают понять, что идёт не так при развитии болезни, и лежат в основе наших усилий по более эффективной профилактике, диагностике и лечению рака».