Объяснение пар геномов

Ученые выяснили, как процесс клеточной репликации становится нестабильным, когда в клетке больше или меньше, чем две пары наборов хромосом (каждый набор называется геномом). Это важный шаг к пониманию хромосомной нестабильности в раковых клетках.

У млекопитающих, включая человека, клетки, из которых состоит тело, являются диплоидными. Это означает, что клетка содержит пару каждой хромосомы. Недиплоидное состояние дестабилизирует свойства клеток, вызывая аномалии, рак и другие серьезные заболевания. При бесполом размножении и развитии рака образуются гаплоидные (один набор каждой хромосомы) и тетраплоидные (четыре набора каждой хромосомы) клетки, что приводит к нестабильности хромосом. Однако причина этой нестабильности в недиплоидном состоянии оставалась неизвестной.

В данном исследовании ученые использовали линии человеческих клеток с разной плоидностью — гаплоидной, диплоидной и тетраплоидной — чтобы изучить влияние этих различий на процесс клеточной репликации.

В нормальных клетках есть две центросомы, которые регулируют клеточную репликацию. Исследователи наблюдали постепенную потерю центросом в гаплоидных клетках и частое избыточное удвоение центросом в тетраплоидных клетках. Оба процесса вызывали частые аномалии в процессе клеточной репликации.

Кроме того, ученые обнаружили, что в гаплоидных клетках было меньше клеточных волокон, называемых микротрубочками, а в тетраплоидных — больше. Это важно, поскольку количество этих волокон оказалось ключевым фактором, изменяющим эффективность удвоения центросом, что приводит либо к потере центросом, либо к их избыточному удвоению. С другой стороны, эффективность репликации ДНК — еще одного важного этапа клеточной репликации — оставалась постоянной независимо от плоидности клетки.

«Несовместимость между удвоением центросом и циклом репликации ДНК может быть основной причиной нестабильности недиплоидных клеток у млекопитающих, — говорит Рёта Уэхара. — Наши выводы могут помочь понять хромосомную нестабильность в раковых клетках, которые часто находятся в недиплоидном состоянии, и привести к новым стратегиям лечения рака».