Когда клетки делятся, им необходимо восстановить свое ядро и организовать свой геном. Новое совместное исследование Бристольского университета демонстрирует, как клетки достигают этого за счет неожиданного развертывания нитевидного актина (F-актина) в ядре.
Исследование, опубликованное онлайн в журнале Nature Cell Biology, предоставляет первые доказательства того, что полимеризация актина в ядре помогает в изменении формы ядра и реорганизации генома после клеточного деления (митоза).
У млекопитающих, включая человека, клеточное ядро упаковывает и защищает геном. Когда человеческие клетки делятся, ядро разбирается, что позволяет сегрегировать хромосомы. Как только сегрегация хромосом завершена, новым клеткам необходимо заново построить свое ядро и организовать свой геном. Этот процесс, хотя и необходимый для жизни, был плохо изучен.
Эта работа выполнена в сотрудничестве с лабораторией профессора Роберта Гросса (Университет Марбурга, Германия), который выявил образование временного и высокодинамического F-актина в ядре дочерних клеток, когда они начинают восстанавливать свое ядро после митоза. Полимеризация актина (F-актина) легко происходит в цитоплазме клеток; где он выполняет очень важную функцию, контролируя форму клеток и позволяя клеткам ползать. Обнаружение этого временного и динамичного F-актина в ядре вскоре после деления клеток дало намек на то, что он может потребоваться для перестройки ядра и реорганизации генома..
Элис Шеррард, соавтор этого исследования и аспирант вместе с доктором Абдеррахманом Кайди, разработала и внедрила дополнительные и междисциплинарные методы визуализации ядерной структуры и организации генома после деления клеток. При этом Алиса обнаружила, что нарушение образования F-актина приводит к тому, что клетки не могут увеличить объем своего ядра, а также их неспособность разуплотнить свой геном. Из-за этих дефектов клетки становятся неэффективными в извлечении генетической информации, закодированной в их ДНК; таким образом, они делятся медленнее.
Главный исследователь доктор Абдеррахман Кайди, специалист по биологии рака в Школе клеточной и молекулярной медицины Бристольского университета, говорит, что это открытие расширяет наши фундаментальные знания о регуляции генома в пространстве и времени и может иметь серьезные последствия для понимания рак и вырождение.
«Это исследование подчеркивает важность пространственно-временного контроля организации генома для нормального функционирования клеток, и мы продолжаем определять принципы, которые регулируют эти процессы и их влияние на рак и дегенерацию», - сказал доктор Кайди..