Фермент-контролёр для безупречного деления клеток

Безупречное распределение генетического материала при делении клеток важно для предотвращения развития опухолевых клеток. Исследовательская группа профессора Эриха Нигга в Биоцентре Базельского университета обнаружила новую важную функцию человеческого фермента Plk1. Он играет значительную роль в контроле за расхождением хромосом. Результаты, опубликованные в журнале Cell Reports, могут дать важные подсказки для лечения рака.

Клетки человеческого тела делятся миллиарды раз в день, что требует и удвоения их генетической информации. Ошибки в делении клеток могут вызвать образование опухолей, поэтому точное расхождение ДНК (хромосом) имеет решающее значение для здоровья всего организма. Группа профессора Эриха Нигга показала, что фермент Plk1 играет значительную роль в контроле за расхождением хромосом.

Plk1 обладает функцией контрольной точки

Расхождение 23 пар хромосом человеческих клеток происходит только тогда, когда все параметры верны. Это обеспечивается процессом контроля — так называемой контрольной точкой. Центральным для этой контрольной точки является ингибитор, формирующийся на хромосомах, — митотический контрольный комплекс (MCC), который предотвращает деление клетки до тех пор, пока все настройки веретена деления (аппарата для расхождения хромосом) не будут правильными. «Так же, как и фермент Mps1, Plk1 обеспечивает сборку MCC и, в конечном итоге, ингибирование деления клетки, — говорит первый автор Конрад фон Шуберт. — Таким образом, Plk1 также обладает функцией контрольной точки и, следовательно, обеспечивает безопасность расхождения хромосом».

В прошлом ферменту Plk1 приписывали различные функции, включая правильную сборку и разборку веретена деления. «Однако недавно обнаруженная функция контрольной точки Plk1 ускользала от внимания, поскольку другие функции заслоняли это явление», — объясняет Конрад фон Шуберт. Исследовательской группе удалось показать, что Plk1 влияет на ингибитор MCC по крайней мере через два пути. Короче говоря, Plk1 поддерживает фермент Mps1, чья функция контрольной точки была известна уже некоторое время. «Plk1 обеспечивает быстрое и надежное срабатывание контрольной точки, действуя аналогично Mps1 и тем самым усиливая его активность», — говорит Конрад фон Шуберт.

Plk1 демонстрирует эволюционную стабильность

«Хотя Plk1 и Mps1 сотрудничают в человеческих клетках, Plk1 преобладал над Mps1 в ходе эволюции других организмов», — отмечает Конрад фон Шуберт. Поскольку Mps1 исчез у нематоды Caenorhabditis elegans, Plk1 взял на себя всю функцию контрольной точки у этого организма, как показало независимое исследование в том же номере журнала.

Комбинированные препараты против рака?

В настоящее время Mps1 исследуется как возможная мишень для лечения рака. «Однако тот факт, что Plk1 также проявляет функцию контрольной точки во время деления клетки, не был известен», — говорит Конрад фон Шуберт. Новые данные позволяют предположить, что в качестве мишеней для терапии рака следует рассматривать оба фермента. «Препараты против Plk1 были разработаны некоторое время назад, и в свете наших выводов было бы интересно проверить потенциал комбинированного лечения».