Учёные создали молекулярный переключатель для управления делением клеток вне живой системы

Живая клетка — это кипящий мегаполис, где бесчисленные молекулы и белки перемещаются в переполненном пространстве. Деление клетки — это грандиозное событие, полностью преобразующее её внутренний ландшафт.

Центральную роль в этом процессе играет микротрубочковый цитоскелет — сеть волокон, обеспечивающая структурную поддержку и движение внутри клетки, а также правильное расхождение хромосом. Ошибки в делении клеток могут привести к различным заболеваниям, включая рак.

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications учёными из Центра геномной регуляции в Барселоне и Института молекулярной физиологии Макса Планка в Дортмунде, показывает, что некоторые из этих изменений управляются удивительно простой и элегантной системой — переключением молекулярного «выключателя».

Ключевым открытием стал белок PRC1. Во время деления клетки он играет важную роль в организации процесса, сшивая микротрубочки и помогая формировать структуру в критической области их перекрытия, где происходит разделение хромосом.

Активность PRC1 строго контролируется процессом фосфорилирования, когда ферменты добавляют небольшие химические метки к определённым участкам на его поверхности. Эти молекулярные метки могут усиливать или подавлять активность белка.

«Мы обнаружили, что манипулирование состоянием фосфорилирования PRC1 может индуцировать крупномасштабные переходы между различными состояниями организации цитоскелета, необходимыми для деления клетки. Эти изменения занимают всего несколько минут», — объясняет первый автор исследования доктор Вэй Минг Лим.

Исследователи сделали это открытие, разработав новую лабораторную систему, которая позволяет точно контролировать и даже обращать вспять переходы цитоскелетных структур, связанные с разными стадиями деления клетки, вне живой системы.

«Теперь мы можем создавать и наблюдать под микроскопом "фильмы" о реорганизующемся цитоскелете, перематывая их вперёд и назад по своему желанию. Это важная веха в нашей области», — говорит старший автор исследования, ICREA Research Professor Томас Суррей.

Новая система в перспективе может пролить свет на потенциальные терапевтические стратегии для лечения состояний, связанных с нарушениями деления клеток, таких как рак.