Обнаружен новый ключевой механизм в делении клеток
Исследователи из Института биомедицинских исследований Бельвитже (IDIBELL) определили механизм, с помощью которого белок Zds1 регулирует ключевую функцию в митозе — процессе, происходящем непосредственно перед делением клетки. Результаты опубликованы в онлайн-версии Journal of Cell Science и открывают путь к разработке целевых и прямых терапий против рака.
В каждом организме клетки растут и делятся на две дочерние клетки через упорядоченную последовательность событий, называемую «клеточным циклом». Клетки должны завершить четыре основных процесса во время цикла: рост (фазы G1 и G2), удвоение ДНК (S-фаза), сегрегацию хромосом (M-фаза, митоз) и деление (цитокинез). В S-фазе генетический материал дублируется, а затем во время M-фазы клетки разделяют удвоенные хромосомы между двумя дочерними клетками. Это обеспечивает правильное наследование генетической информации от одного клеточного поколения к следующему.
Хромосомная стабильность
Передача генетической информации (ДНК) от родителя к потомку (или, что эквивалентно, от клетки к клетке) — фундаментальный вопрос в биологии. Анеуплоидия, то есть недостаток или избыток хромосом, — особенность, присутствующая почти во всех человеческих раках, и она способствует развитию опухоли. Регуляция митоза особенно важна для поддержания хромосомной стабильности. Например, опухолевые клетки являются анеуплоидными из-за дефектов в сегрегации хромосом, что порождает клетки с большим или меньшим количеством генетического материала, чем обычно.
Однако, несмотря на её важность, о регуляции выхода из митоза известно очень мало. В статье, опубликованной в Journal of Cell Science, исследовательская группа «Клеточный цикл» IDIBELL под руководством Этель Керальт открывает новый механизм регуляции завершения митоза.
Белок сепаразы является ключевым компонентом для правильной сегрегации хромосом и регуляции митоза. В предыдущей работе группа доктора Керальт впервые описала вовлечённость белка Zds1 в митоз. Этот белок взаимодействует с сепаразой, чтобы обеспечить правильное генетическое наследование от клетки к клетке.
Исследование углубляется в молекулярный механизм, с помощью которого белок Zds1 регулирует митоз и способствует правильной сегрегации хромосом. В этой работе в качестве модельного организма использовались дрожжи Saccharomyces cerevisiae.
Дрожжи — один из наиболее широко используемых модельных организмов для изучения базовых процессов в клетке, позволяющий идентифицировать сложные молекулярные механизмы, такие как изучение клеточного цикла у высших организмов. Применение этих фундаментальных знаний поможет разработать более специфичные и прямые методы лечения различных видов рака.
Доктор Керальт отмечает, что «механизмы регуляции митоза очень сложны, и хорошо известный факт открывает дверь для специфичных препаратов, которые ингибируют или позволяют скорректировать этот процесс при различных заболеваниях, особенно раке». Она объясняет, что большинство противораковых препаратов внедряются без точного понимания того, как они работают: «это соединения, о которых мы часто не знаем, как они работают, но они работают. Если мы пойдём обратным путём, то есть начнём понимать активность белка или его части, мы могли бы разработать специфичные препараты, чтобы минимизировать побочные эффекты». Исследование доктора Керальт — важный шаг в разработке терапий, которые предотвращают репликацию опухолевых клеток.