Молекулярный переключатель Plk1 обеспечивает своевременное начало деления клеток

Белок Plk1 — ключевая протеинкиназа, активирующая другие белки в процессе деления клеток. Он сверхэкспрессирован при многих типах рака, что делает его перспективной мишенью для терапии, однако ингибиторы Plk1 часто оказываются неэффективными.

Новое исследование, опубликованное в The EMBO Journal группой учёных под руководством Питера Ленарта и Моники Гобран, выявило ранее неизвестную функцию Plk1: он регулирует своевременное начало деления клетки. При ингибировании этого белка клетки начинают делиться с задержкой в несколько часов.

Роль Plk1 в регуляции времени деления

Ранее считалось, что Plk1 необходим для самого начала деления. Однако эксперименты показали, что он действует как молекулярный переключатель, обеспечивающий правильное время вступления в митоз. При ингибировании Plk1 клетки задерживались в профазе митоза до 10 часов (в норме эта фаза длится около 15 минут). В профазе происходит конденсация хромосом.

Новый метод микроскопии и индивидуальность клеток

Исследователи разработали новый метод микроскопии, позволивший в течение более 24 часов наблюдать за конденсацией хромосом в сотнях отдельных живых клеток. Эксперименты также показали, что клетки делятся очень индивидуально: некоторые отставали в цикле, другие вообще не начинали делиться. Реакция на ингибирование Plk1 также варьировалась.

С помощью математического моделирования учёные объяснили, как Plk1 действует как катализатор начала деления.

Изучение профазы и идентификация фосфорилированных белков

В сотрудничестве со специалистами по масс-спектрометрии и биостатистике команда смогла идентифицировать белки, которые фосфорилируются на ранней стадии профазы. Новый методологический подход позволяет «останавливать» клетки в профазе, которая в норме очень коротка и плохо поддавалась изучению на биохимическом уровне.

Перспективы для терапии рака

Полученные данные открывают новые подходы для терапии рака. Ингибиторы Plk1 в комбинации с другими соединениями, блокирующими митоз, могут иметь больший терапевтический эффект.

Следующая цель исследования — изучить роль Plk1 в мейозе (специализированном делении яйцеклеток), которые, например у человека, десятилетиями пребывают в состоянии профазы.