Молекулярный сигнал остановки идентифицирован: система контроля деления клетки
Каждую секунду в нашем теле делятся несколько миллионов клеток. Во время деления ядра (митоза) генетический материал должен быть распределён правильно и полностью между дочерними клетками. Ошибки в этом процессе могут привести к нарушениям развития или генетическим заболеваниям, а многие раковые клетки также характеризуются неравным числом хромосом.
Поэтому, если становятся очевидны ошибки в процессе деления, клетка может его остановить. Биологи из Дуйсбург-Эссенского университета смогли прояснить этот процесс на молекулярном уровне. Их результаты опубликованы в Current Biology.
Во время деления клетки формируются митотические веретена — крошечные волокна, которые исходят из противоположных полюсов клетки и связываются с хромосомами, чтобы оттянуть по одной копии каждой сестринской хроматиды в одну из двух образующихся клеток. Существует сложная система контроля, предотвращающая ошибки. Она посылает клетке сигнал «Стоп! Пока не делиться!», пока не все хромосомы правильно присоединились к митотическому веретену.
Исследователи из Дуйсбург-Эссенского университета (UDE) и их коллеги из Института молекулярной физиологии Макса Планка в Дортмунде получили новые данные о молекулярном механизме этой контрольной системы.
Они обнаружили, как инициатор стоп-сигнала — протеинкиназа Mps1 — связывается с точкой прикрепления хромосом и как она высвобождается только после того, как хромосомы правильно присоединятся к митотическому веретену.
Исследование, проведённое в рамках Коллаборативного исследовательского центра 1430 «Молекулярные механизмы переходов клеточных состояний» в UDE, даёт ответы на давние вопросы о механизме молекулярного стоп-сигнала и о том, как он выключается.
«Мы смогли установить, что Mps1 участвует в других процессах деления хромосом помимо инициации стоп-сигнала», — объясняет первый автор работы Ричард Плойгер из исследовательской группы «Молекулярная генетика I» под руководством проф. д-ра Штефана Вестермана. — «В будущем созданные нами мутанты могут быть использованы для изучения других плохо понятых аспектов».
Особенно важными для проекта стали предсказания атомных структур белков и поверхностей связывания с помощью искусственного интеллекта (ИИ). В будущем точные эксперименты, вдохновлённые ИИ, обещают дальнейшее понимание механизма деления клетки — например, чтобы выяснить, как распознаются и исправляются ошибочные прикрепления.