Двойная роль белка плодовой мушки в соединении копий хромосом

Исследователи из Университета Нагои определили комбинированную функцию белка Drosophila в запуске и поддержании процесса, позволяющего хроматидам спариваться во время репликации ДНК.

Сестринская хроматида — это одна из двух идентичных хроматид, образованных репликацией одной хромосомы. На определённых стадиях клеточного цикла эти хроматиды спариваются и удерживаются вместе в процессе, известном как когезия, в котором участвует белок когезин. Обычно это происходит во время репликации ДНК, и у позвоночных требует белок сорорин, ассоциированный с когезином. Затем когезия поддерживается до момента выстраивания хромосом в центре клетки. Хотя когезин затем удаляется, когезия в области хромосомы, где соединяются две сестринские хроматиды, защищена до чуть более поздней стадии клеточного цикла.

У позвоночных эту защиту обеспечивает белок шугошин, но механизмы защиты когезии у Drosophila были неясны. Теперь японские исследователи из Университета Нагои идентифицировали белок Dalmatian (Dmt) у плодовой мушки, родственный сорорину, который необходим как для когезии, так и выполняет роль, подобную шугошину, по защите когезии. Исследование опубликовано в EMBO Journal.

Когезия сестринских хроматид необходима для равного распределения хромосом и последующего наследования генома. Исследователи пометили белок Dmt зелёным флуоресцентным маркером и с помощью визуализации живых клеток показали, что он локализуется в точке соединения плотно упакованного хроматина в клетках Drosophila. Было показано, что для этого стабильного связывания необходимы взаимодействия с когезином.

Кроме того, исследовательская группа обнаружила, что блокирование экспрессии гена Dmt предотвращает возникновение когезии, что показывает ключевую роль Dmt в её запуске. Более того, поведение Dmt и способ установления когезии были очень похожи на таковые у сорорина позвоночных.

Была выявлена двойная роль Dmt: он также защищает когезию, позволяя ей сохраняться во время клеточного деления.

«Простые организмы, такие как почкующиеся дрожжи, имеют только один ген шугошина, в то время как более сложные позвоночные имеют два, которые функционируют отдельно в разных типах клеточного деления, — говорит автор-корреспондент Томоко Нисияма. — Наша идентификация белка, который действует как для установления, так и для защиты когезии в хромосомах Drosophila, может представлять промежуточную стадию эволюционного наследования факторов, участвующих в поддержании целостности генома».