Исследователи выявили новую молекулярную структуру в центре хромосом

Центромеры — специализированные области в центре хромосом — критически важны для правильного деления клеток. Во время митоза они служат местом сборки кинетохор, которые соединяют хромосомы с веретеном деления. Однако точная молекулярная архитектура центромер оставалась неясной.

В отличие от обычных участков хромосом, где ДНК обёрнута вокруг нуклеосом из восьми гистоновых белков (H2A, H2B, H3, H4), центромеры содержат специализированный вариант гистона H3 — CENP-A.

Исследовательская группа под руководством доцента Каё Нодзава из Института науки Токио (Япония) сделала важное открытие. В исследовании, опубликованном в Genes to Cells 24 марта 2025 года, они выяснили структуру новой нуклеосомоподобной частицы, потенциально локализованной в центромерных областях.

Команда реконструировала комплекс, используя только CENP-A, гистон H4 и фрагменты ДНК, намеренно исключив гистоны H2A и H2B. С помощью криоэлектронной микроскопии (разрешение 3.66 Å) был проанализирован уникальный комплекс, названный «CENP-A–H4 октасом».

Ключевые особенности CENP-A–H4 октасома:

• Вокруг него обёрнуто примерно 120 пар оснований ДНК вместо обычных 145.
• Он обладает четырьмя RG-петлями, происходящими от CENP-A, которые служат каркасом для белков, участвующих в формировании кинетохор.
• В нём отсутствует отрицательно заряженная поверхность — кислотный патч, который обычно служит платформой для связывания гистонметилтрансфераз и ремоделёров хроматина.

Это открытие даёт ценное представление о том, как хромосомы разделяются при делении клетки. Ошибки в этом процессе могут приводить к хромосомным аномалиям, связанным с различными заболеваниями. Нарушения в экспрессии CENP-A вызывают дефекты в расхождении хромосом и наблюдаются при различных видах рака.

«Наши результаты могут дать новое понимание болезней, вызванных аномальным делением клеток, включая рак», — говорит Каё Нодзава.