Расшифровка таинственной матрицы веретена клеточного деления

Ошибки в митозе — процессе деления клетки на две дочерние — могут приводить к раку и другим заболеваниям. Ключевую роль в правильном расхождении хромосом играет структура, называемая веретено деления, состоящая из микротрубочек.

Помимо микротрубочек, веретено содержит плотно упакованные, плохо изученные материалы, известные как матрица веретена.

Новое исследование под руководством Исянь Чжэн из Института Карнеги, опубликованное в Cell, сосредоточено на конкретном белке матрицы веретена — BuGZ.

Ключевые открытия:

• В условиях сборки веретена множество копий белка BuGZ конденсируются вдоль волокон микротрубочек, образуя капли (droplets).
• Эта конденсация происходит благодаря способности молекул BuGZ собираться друг с другом — процесс, называемый фазовым переходом.
• Во время митоза капли BuGZ способствуют сборке матрицы веретена, которая, в свою очередь, формирует дополнительные микротрубочки и связывает их вместе, ускоряя сборку самого веретена.

Механизм и значение:

• Образование капель BuGZ — результат работы эволюционно консервативного гидрофобного (водоотталкивающего) сегмента белка.
• Этот сегмент заставляет молекулы BuGZ ассоциироваться друг с другом, формируя капли, а не взаимодействовать с окружающей клеточной жидкостью.
• У нескольких других белков матрицы веретена (у лягушек и плодовых мух) обнаружены сегменты, похожие на гидрофобную часть BuGZ.
• Учёные предполагают, что вся матрица веретена может формироваться путём самоассоциации гидрофобных сегментов этих различных белков. Это может объяснить, почему матрицу составляют многие, казалось бы, не связанные между собой белки — одна из центральных загадок клеточного деления.

Поскольку BuGZ эволюционно консервативен и встречается как у позвоночных, так и у беспозвоночных, это открытие открывает путь к дальнейшим исследованиям веретена и его матрицы у самых разных организмов.