Их результаты сегодня опубликованы в журнале Current Biology.
Центриоли – организаторы деления клеток
Когда наши клетки делятся, их генетический материал – в виде Х-образных хромосом – выстраивается в центре клетки и отделяется от противоположных полюсов клетки веретено из длинных трубчатых волокон, так называемых микротрубочек. Структуры, которые организуют два полюса веретена в клетках животных, называются центросомами. Каждая центросома состоит из двух центриолей цилиндрической формы, расположенных перпендикулярно друг другу и окруженных аморфной плотной массой, называемой перицентриолярным материалом (ПКМ).
В конце деления клетки две центриоли, унаследованные каждой дочерней клеткой, отделяются, и позже каждая из них образует новую центриоль. Это гарантирует, что еще одно биполярное веретено может быть установлено двумя центросомами, когда клетка снова делится. Таким образом, точный контроль разделения и дупликации центриолей имеет важное значение для успешного деления клеток. Аномальное количество центросом обычно наблюдается при раке человека и считается, по крайней мере, частично, за неправильное распределение генетического материала, который является отличительной чертой многих раковых клеток.
PCM – клей, скрепляющий центриоли
До сих пор было неясно, как центриоли удерживаются вместе и как так точно регулируется их разделение в конце деления клеток. Габриэла Кабрал, аспирантка лаборатории Алекса Даммермана в Центре молекулярной биологии Венского университета, объясняет: «Многие люди думали, что центриоли скрепляются тем же клеем, что и хромосомы, субстанцией под названием когезин, которая разрушается. во время деления клеток. Мы обнаружили, что это правда только в очень специфических обстоятельствах, связанных с оплодотворением.
Во всех других случаях, как и в последующих делениях клеток после оплодотворения, клей, удерживающий центриоли вместе, на самом деле является ПКМ."Эти данные объясняют ранее противоречивые данные о механизме разделения центриолей. Алекс Даммерманн добавляет: «Удивительное открытие, что на самом деле существует два клеточных механизма для управления разделением центриолей, стало возможным только потому, что мы использовали нематодного червя C. elegans как наш модельный организм.
Если бы мы использовали клеточные культуры, мы бы никогда не обнаружили, что разделение центриолей работает по-разному в разных контекстах развития."
Судьба стволовых клеток и рак
Плотная масса ПКМ, захватывающая сестринские центриоли, сама разбирается в конце деления клетки. Микротрубочки, отвечающие за разделение генетического материала, также, по-видимому, участвуют в разделении ПКМ и центриолей.
Этот строго регулируемый процесс имеет решающее значение для гарантии того, что обе дочерние клетки позже будут иметь правильное количество центросом при делении. Это важно, чтобы избежать неправильной сегрегации генетического материала, которая может привести к гибели клеток или образованию опухоли. Интересно, что центросомы также связаны с сегрегацией детерминант клеточной судьбы. Габриэла Кабрал объясняет: «Когда стволовая клетка делится, она не производит две идентичные дочерние клетки, как это делают нормальные клетки.
Он производит еще одну стволовую клетку и дочернюю клетку, которая может дифференцироваться в один из многих специализированных типов клеток.«Что это за детерминанты клеточной судьбы и как они распределяются при делении стволовой клетки – еще один большой вопрос. Однако известно, что в этом процессе участвуют и центросомы.
Алекс Даммерманн говорит: «Наши результаты показывают, что PCM по-прежнему преподносит много сюрпризов. Одна из наших текущих исследовательских целей – изучить, как организовано это в значительной степени загадочное скопление клеточного материала, и мы надеемся, что лучшее знание этого поможет нам понять, как центросомы выполняют свои разнообразные функции в клетке."