Когда клетка делится - процесс, известный как митоз - ее хромосомы должны быть разделены и равномерно распределены во вновь созданных дочерних клетках. Несмотря на то, что известно, что это чрезвычайно сложный процесс и включает ряд клеточных компонентов, многие его детали остаются неясными, что препятствует усилиям по разработке методов лечения нарушений митоза.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Cell Biology, позволило глубже понять этот процесс, раскрыв детали того, как белковые комплексы собираются в центрах хромосом, в местах, известных как центромеры. В этих местах белковые комплексы действуют как якоря, с помощью которых организаторы клеточной структуры могут перераспределять хромосомы внутри клетки.
Эти белковые комплексы на центромерах известны как кинетохоры, к которым прикрепляются длинные, тонкие, цилиндрические структуры, называемые микротрубочками. При клеточном делении микротрубочки могут физически манипулировать хромосомами, вытягивая половину каждой хромосомы для включения в одну дочернюю клетку, а половину - в другую.
В этом новом исследовании группа под руководством Университета Осаки сосредоточилась на различных компонентах, которые формируют кинетохоры и связываются с ними. Одной из таких групп являются белки CCAN, которые присутствуют в центромере на протяжении всего клеточного цикла и действуют как сайт связывания для других белков, ассоциированных с микротрубочками, только когда происходит клеточное деление. Эта работа показывает, что подмножество белков CCAN, образующих путь CENP-T, доминирует в обеспечении успешного деления клеток за счет связывания с белковым комплексом, называемым комплексом Ndc80, что позволяет микротрубочкам прикрепляться к хромосомам.
«В основном мы исследовали, является ли путь CENP-T или примерно аналогичный путь CENP-C важным для митотической прогрессии, путем выборочного удаления частей этих белков, которые связываются с комплексом Ndc80», - говорит соответствующий автор Тацуо Фукагава. «Мутанты CENP-T с отсутствием доменов для связывания с Ndc80, но не аналогичные мутанты CENP-C, выявили нарушение сегрегации хромосом, препятствующее делению клеток и в конечном итоге приводящее к гибели клеток».
Чтобы подтвердить свои результаты и узнать больше о существенной роли CENP-T в стимулировании клеточного деления через комплекс Ndc80, команда также сконструировала химерные конструкции, состоящие частично из CENP-T и частично из CENP-C. Это подтвердило вывод о том, что CENP-T и молекулы, которые с ним связываются, жизненно важны для митоза. Они также показали, что фосфорилирование играет жизненно важную роль в регуляции связывания между комплексом Ndc80 и CENP-T, и получили дополнительные прямые доказательства своих открытий путем измерения тянущей силы, оказываемой микротрубочками в митотическом веретене.
«Наша работа опровергает прежний консенсус, показывая, что именно CENP-T, а не CENP-C, действует через комплекс Ndc80 для успешного деления клеток, обеспечивая точную и своевременную сегрегацию хромосом», - говорит ведущий автор Масатоши Хара.. «Результаты могут привести к терапевтическим вариантам лечения заболеваний, связанных с дисфункцией кинетохоров и митотической прогрессией, включая рак».