Исследование центромер дает новое понимание механизмов ошибок сегрегации хромосом

Исследование центромер дает новое понимание механизмов ошибок сегрегации хромосом

Изображение митотической хромосомы сверхвысокого разрешения (белое), центромеры каждой сестринской хроматиды показаны оранжевым цветом. Каждая центромера состоит из двух отдельных субдоменов хроматина (стрелки). Фото: Карлос Сакристан / Институт Хубрехта.

Исследователи из группы Копса Института Хубрехта в сотрудничестве с исследователями из Эдинбургского университета сделали удивительное новое открытие в структуре центромеры — структуры, обеспечивающей правильное разделение хромосом при делении клетки. Ошибки в сегрегации хромосом могут привести к гибели клеток и развитию рака.


Исследователи обнаружили, что центромера состоит из двух субдоменов. Это фундаментальное открытие имеет важное значение для процесса сегрегации хромосом и открывает новые механизмы, лежащие в основе очных делений раковых клеток. Исследование опубликовано в Клетка.

Наши тела состоят из триллионов клеток, большинство из которых имеют ограниченную продолжительность жизни и поэтому должны размножаться, чтобы заменить старые. Этот процесс размножения называется делением клеток или митозом. Во время митоза родительская клетка дублирует свои хромосомы, чтобы передать генетический материал дочерним клеткам. Образующиеся в результате идентичные пары хромосом, сестринские хроматиды, удерживаются вместе структурой, называемой центромерой.

Затем сестринские хроматиды должны быть равномерно распределены по двум дочерним клеткам, чтобы гарантировать, что каждая дочерняя клетка является точной копией родительской клетки. Если во время сегрегации произойдут ошибки, одна дочерняя клетка будет иметь слишком много хромосом, а другая — слишком мало. Это может привести к гибели клеток или развитию рака.

Роль центромеры

Центромера — это часть хромосомы, которая играет жизненно важную роль в сегрегации хромосом во время митоза. Процесс деления сестринских хроматид по клеткам определяется взаимодействием центромер и структур, известных как микротрубочки веретена. Эти микротрубочки веретена ответственны за разделение хроматид и, таким образом, разделение двух сестринских хроматид.



Графическая абстракция. Кредит: Клетка (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.014

Карлос Сакристан Лопес, первый автор этого исследования, объясняет: «Если прикрепление центромеры к микротрубочкам веретена не происходит должным образом, это приводит к ошибкам сегрегации хромосом, которые часто наблюдаются при раке».

Понимание структуры центромеры может способствовать лучшему пониманию функции центромеры и ее роли в ошибочной хромосомной сегрегации.

Удивительное открытие

Чтобы исследовать структуру центромеры, исследователи использовали комбинацию методов визуализации и секвенирования. Получение изображений с помощью микроскопа сверхвысокого разрешения проводилось в Институте Хубрехта, а группа Билла Эрншоу выполняла секвенирование. Это сотрудничество привело к удивительному новому открытию структуры центромеры. Ранее считалось, что центромера состоит из компактной структуры, прикрепленной к множеству микротрубочек веретена, но вместо этого было обнаружено, что центромера состоит из двух субдоменов.

Сакристан Лопес объясняет: «Это открытие было очень неожиданным, поскольку субдомены связывают микротрубочки независимо друг от друга. Однако для формирования правильных связей они должны оставаться тесно связанными. Однако в раковых клетках мы часто наблюдаем, что субдомены разъединяются, что приводит к ошибочным прикреплениям. и ошибки сегрегации хромосом».

Это очень захватывающее и фундаментальное открытие способствует нашему пониманию происхождения ошибок сегрегации хромосом, которые часто наблюдаются при раке.

Больше информации:
Карлос Сакристан и др. Центромеры позвоночных в митозе представляют собой функционально двудольные структуры, стабилизированные когезином, Клетка (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.014

Информация журнала:
Клетка

Предоставлено Институтом Хубрехта

Цитирование: Исследование центромер дает новое понимание механизмов ошибок сегрегации хромосом (2024 г., 13 мая), получено 15 мая 2024 г. с https://phys.org/news/2024-05-centromere-yields-insights-mechanisms-chromosome.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.