Исследователи обнаружили неожиданную новую роль ключевого белка в делении клеток

от

Учёные из Института Руджера Бошковича (RBI) в Загребе, Хорватия, выяснили, что белок CENP-E, который долгое время считался двигателем, перетаскивающим хромосомы в центр клетки во время деления, на самом деле играет совершенно иную роль в их перемещении. Он стабилизирует первые прикрепления хромосом к внутренним «путям» клетки, обеспечивая их правильное выстраивание перед делением.

В связанном с этим исследовании учёные обнаружили, что небольшие структуры внутри наших клеток, называемые центромерами, которые раньше считались функционирующими независимо, помогают направлять этот ключевой белок, обеспечивающий правильное деление клеток.

Выводы опровергают представления, существовавшие два десятилетия, и имеют большое значение для наук о жизни, поскольку ошибки в этом процессе лежат в основе многих видов рака и генетических заболеваний.

В теле человека каждую секунду триллионы раз происходит нечто поистине чудесное. Одиночная клетка готовится к делению, неся в себе три миллиарда букв ДНК, и каким-то образом обеспечивает, чтобы обе дочерние клетки получили идеальные копии.

Если этот баланс нарушается, последствия становятся немедленными и серьёзными. Одна неправильно расположенная хромосома может нарушить развитие, стать причиной бесплодия или спровоцировать рак.

В течение многих лет учёные считали, что они определили по крайней мере одного из ключевых участников этого процесса: белок CENP-E, описанный как двигатель, который затаскивает заблудившиеся хромосомы в центр клетки для упорядоченного деления.

Однако две новые работы из RBI, опубликованные в Nature Communications под руководством доктора Круно Вукушича и профессора Ивы Толич, разрушили эту модель и предложили новые способы её регуляции.

Доктор Вукушич завершил своё постдокторское обучение в команде ERC Synergy и готовится создать собственную исследовательскую группу в RBI. Профессор Толич, клеточный биолог и руководитель Лаборатории клеточной биофизики в RBI, является членом EMBO и Academia Europaea.

Вместе их опыт и видение определили это исследование, показав, что CENP-E — это не «мышца» операции, а ключевой отсутствующий регулятор — фактор, который переключает переключатель в нужный момент, позволяя клеточной хореографии развернуться.

«CENP-E — это не двигатель, тянущий хромосомы к центру, — говорит Вукушич. — Это фактор, который обеспечивает их правильное прикрепление в первую очередь. Без этой начальной стабилизации система останавливается».

Два исследования из RBI, опубликованные в Nature Communications, под руководством доктора Круно Вукушича и профессора Ивы Толич, разрушили эту модель и предложили новые способы её регуляции.

Профессор Толич объясняет: «Речь идёт не о грубой силе, а о создании условий для бесперебойной работы системы. Ключевая роль CENP-E заключается в стабилизации начала, и как только это произойдёт, остальная часть митоза разворачивается правильно».

Почти 20 лет учебники по биологии учили более простой истории о CENP-E как о моторном белке, тянущем груз к метафазной пластине. Исследование из Загреба заставляет переписать эту историю.

«Конгрессия, выравнивание хромосом, неразрывно связана с биориентацией, — говорит Толич. — То, что мы показываем, это то, что CENP-E не вносит значительного вклада в само движение. Его решающая роль — стабилизация концевых прикреплений в начале. Это то, что позволяет системе корректно работать».

Это фундаментальный сдвиг в формулировках: от силы и движения к регуляции и времени. И этот сдвиг имеет последствия, выходящие далеко за пределы классной комнаты.

Ошибки в сегрегации хромосом являются определяющей чертой рака. Опухолевые клетки — это лоскутные одеяла из дубликатов и удалений целых хромосом или их сегментов, каждое из которых восходит к сбою в клеточной системе движения.

Показывая, что основная роль CENP-E заключается в регуляции первых прикреплений, и связывая эту регуляцию с активностью Aurora киназы, команда из Загреба не просто связала два процесса, которые когда-то считались действующими независимо, но и нанесла на карту критическую уязвимость. Это понимание может вдохновить на создании лекарств, которые точно настраивают баланс, подавляя неконтролируемые деления или спасая остановившиеся.

«Это не просто переписывание модели, — говорит Вукушич. — Речь идёт об определении механизма, который напрямую связан с болезнью. Это открывает двери для диагностики и размышлений о новых методах лечения».

В основе открытия лежит поиск порядка в хаосе. Каждый день триллионы клеток делятся в человеческом теле, каждая из них рискует перед энтропией. Работа из Загреба освещает одно из скрытых правил этой игры. Переопределяя роль CENP-E и связывая её с другими процессами внутри клеток, команда дала биологии более чёткое представление о том, как клетки поддерживают движение своего «трафика» под невозможным давлением.

«Раскрывая, как эти микроскопические регуляторы взаимодействуют, — говорит Толич, — мы не только углубляем наше понимание биологии, но и приближаемся к исправлению сбоев, лежащих в основе болезней».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте