Обнаружен новый механизм контроля деления клеток

Исследователи из Университета Цюриха идентифицировали фермент, который гарантирует правильное распределение клеточных компонентов при делении. Это открытие открывает новые возможности для лечения рака, нейродегенеративных заболеваний, процессов старения и вирусных инфекций.

Фазовая сепарация гарантирует распределение компонентов клетки

Внутри клеток, как и в смеси уксуса и масла, происходит фазовая сепарация молекул — образование жидких капель в цитоплазме.

Учёные из лаборатории профессора Лукаса Пелкманса обнаружили, что класс ферментов — киназы двойной специфичности — активно контролирует этот процесс. При делении клетки фермент DYRK3 способствует смешиванию фаз. Это гарантирует, что клетки могут правильно построить механизм для разделения хромосом и распределения содержимого. После деления фермент разрушается, и отдельные фазы снова начинают формироваться.

«Эти фундаментальные открытия дают нам совершенно новое представление о делении клеток: как о процессе, в котором содержимое клетки смешивается, а затем снова разделяется», — говорит Лукас Пелкманс.

Большой потенциал для онкологии и нейродегенеративных заболеваний

Знание о том, что этот физико-химический процесс в клетках активно регулируется ферментами, крайне важно для исследований и лечения различных распространённых болезней.

Если фазовая сепарация во время деления клетки работает неправильно, разделение хромосом неполное, и они неправильно распределяются между дочерними клетками — что является значительной характеристикой многочисленных видов рака. Многие дефекты белков, вызывающие нейродегенеративные проблемы, также, предположительно, являются следствием неудачной внутриклеточной фазовой сепарации.

«Благодаря открытию того, какие белки контролируют фазовую сепарацию, можно разрабатывать новые стратегии для предотвращения ошибок в этом процессе», — говорит Пелкманс.

Контроль старения и лечение вирусных инфекций

Контролируемое смешивание и разделение фаз — важный процесс, определяющий судьбу клеток, как при распределении содержимого, так и при удержании «старых» компонентов в клетке в ходе старения.

Ещё одна возможная область применения — вирусные инфекции. Когда вирусы заражают клетки, они часто запускают фазовую сепарацию молекул, создавая изолированные области для формирования новых вирусов. Именно изучение вирусных инфекций привело к этому открытию учёных UZH.

«Поскольку мы теперь знаем, что эти ферменты контролируют внутриклеточную фазовую сепарацию во время вирусных инфекций, мы можем исследовать новые противовирусные терапии», — заключает Пелкманс.