ДНК в структуре хромосом является основой жизни. Неправильное распределение хромосом во время деления клеток может иметь катастрофические последствия. Анеуплоидия – изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору, влияет на внутриутробное развитие и дальнейшую жизнь всех организмов, включая человека, а также является отличительной чертой для клеток опухолей.
Ученые давно занимаются изучением передачи генетического материала клетками. В июне 2020 года в журнале Nucleic Acids Research было опубликовано исследование протеинового комплекса NWC, участвующего в распределении хромосом, под авторством команды ученых Цукубского университета (University of Tsukuba) во главе с доцентом Кейджи Кимурой (Keiji Kimura).
NWC является безмембранной внутриядерной структурой, связан с ядрышком и способен перемещаться к теломерам хромосом во время клеточного деления. Этот протеиновый комплекс содержит три разных белка: NOL11, WDR43 и Cirhin. NOL11 обычно ассоциирован с ядрышком, а WDR43 и Cirhin относятся к WD-повторным белкам. «Это исследование имеет большое значение, потому что на сегодняшний день митотические функции ядрышковых белков почти не описаны», – говорит Кимура.
Команда исследовала локализацию NOL11 в клетках человека с использованием иммунофлуоресцентного метода. С помощью флуоресцентного микроскопа местоположение белка можно визуализировать по световому сигналу. Было выяснено, что NOL11 локализуется в теломерных участках хромосом в процессе митоза. «Во время исследований белка NOL11, мы поняли, что он функционирует только в комплексе с другими белками», – объясняет Кимура.
Используя передовые молекулярные методы, ученые выявили и охарактеризовали комплекс NWC. Были изучены эффекты удаления отдельных белков из комплекса, это позволило доказать, что все три компонента необходимы для функционирования NWC во время митоза. Снижение количества NWC в клетках привело к нарушениям клеточного цикла: нерасхождению, неправильному выстраиванию хромосом; дефектам в расположении и концентрации белков, необходимых для распределения хромосом, включая киназу Aurora B, комплекс когезина и фосфорилирование гистона H3.
Результаты, представленные доцентом Кимурой и его коллегами, показывают, что NWC специфически функционирует в клетках во время митоза, позволяя Aurora B накапливаться в центромерах частично посредством регуляции фосфорилирования гистонов. Как именно NWC контролирует фосфорилирование гистонов в центромерных районах, еще предстоит определить.
Учитывая, что правильное распределение хромосом имеет основное значение для передачи наследственного материала, а также в профилактике онкологических заболеваний, результаты исследований могут задать новое направление для поиска генов, мутации которых приводят к анеуплоидии.
Источник: evogenlab.ru
Научный консультант: Ольга Хрущова
