Искусственные кинетохоры из магнитных бусин воспроизводят ключевой процесс деления клетки

Биологи RIKEN создали искусственные структуры, которые точно воспроизводят один из важнейших процессов жизни — выравнивание хромосом перед делением клетки.

В здоровой клетке хромосомы выстраиваются по центру благодаря действию волокон веретена деления, которые тянут их с противоположных сторон. Эти волокна крепятся к кинетохорам — белковым комплексам, обеспечивающим равномерное расхождение хромосом.

Команда под руководством Томойи Китадзимы из RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research показала, что для выполнения основной функции кинетохорам достаточно всего двух ключевых белков.

Исследователи закрепили эти два белка на крошечных магнитных бусинах, создав синтетические миниатюрные версии кинетохор. При введении в мышиные клетки эти искусственные конструкции вели себя как естественные кинетохоры: присоединялись к волокнам веретена и поддерживали критически важное натяжение для точного выравнивания хромосом.

Исследование опубликовано в журнале Science.

"Искусственные кинетохоры могут помочь создать новые способы искусственного разделения ДНК или других материалов во время деления клетки", — говорит Китадзима.

Эта технология открывает новые возможности для:

• Синтетической биологии и создания клеток с заданными функциями
• Предотвращения или лечения заболеваний, вызванных нестабильностью хромосом (например, рак, синдром Дауна)

В отдельном эксперименте искусственные кинетохоры на бусинах помогли снизить количество ошибок при сортировке хромосом в яйцеклетках стареющих мышей, хотя эффект был ограниченным. Дальнейшее усовершенствование дизайна может повысить эффективность.