
Каждый день ошеломляющее количество клеток совершает подвиг, который до сих пор поражает исследователей своей сложностью: они делятся, создавая идеальные копии друг друга. Этот процесс называется митозом, и невозможность его контролировать – один из признаков рака.
Мало что известно о биохимических процессах, которые контролируют митоз, но теперь исследователи из онкологического центра Fox Chase и Технологического института Техниона в Хайфе, Израиль, обнаружили новую активность, называемую фактором митотической контрольной точки 2 (MCF2). Это, по-видимому, является неотъемлемой частью предотвращения деления клеток, которые не могут одинаково разделить свои хромосомы. Идентичность белков, участвующих в MCF2, еще предстоит определить, однако их результаты предлагают понимание фундаментального вопроса биологии, что также может помочь повысить эффективность противораковых препаратов, которые нарушают репликацию ДНК, таких как гемцитабин, или препаратов, предотвращающих митоз. , как паклитаксел.
Сегодня они публикуют свои выводы в Интернете в Раннем издании трудов Национальной академии наук.
"В любой момент 250 миллионов клеток в вашем теле подвергаются митозу, чтобы восполнить клетки, которые умирают в результате нормального оборота," говорит Тим Дж. Йен, доктор философии.D., старший член Fox Chase. "Митотическая контрольная точка – это сложная серия систем контроля качества, как на заводской сборочной линии, которая гарантирует, что каждая новая клетка получит свою надлежащую долю ДНК."
"Раковые клетки, как правило, обходят контроль качества, такой как митотическая контрольная точка, чтобы позволить им перетасовать свою колоду хромосом для выбора признаков, которые способствуют лекарственной устойчивости и способности неконтролируемого деления," говорит иена.
Йен вместе с приглашенным исследователем Аврамом Гершко, Ph.D., из Техниона, обнаружил способность MCF2 блокировать митоз путем отключения фермента убиквитинлигазы, известного как комплекс / циклосома, стимулирующий анафазу (APC / C). Хершко был удостоен Нобелевской премии по химии 2004 года вместе с бывшим исследователем Fox Chase Ирвином Роузом, доктором философии.D., за открытие убиквитин-опосредованной деградации белка в Fox Chase.
Их результаты показывают, что MCF2 присоединяется к ранее известной группе белков – комплексу митотических контрольных точек – для ингибирования белкового комплекса про-деления APC / C. По словам Йена, MCC и MCF2 объединяются, чтобы предотвратить активацию APC / C сигнальной молекулой под названием Cdc20. "Митотическая контрольная точка – это молекулярная отказоустойчивая система, сложный часовой механизм, гарантирующий, что все работает должным образом, прежде чем это позволит клетке делиться," Йена говорит.
Когда продает деление, одним из первых шагов является репликация ДНК, которая находится в знакомых X- и Y-образных структурах, называемых хромосомами. Прежде чем клетка сможет разделиться, белки митотических контрольных точек контролируют механическую связь между волокнами микротрубочек (которые действуют как веревка, разрывая реплицированные пары хромосом) и хромосомами. Если все на месте, белки контрольной точки высвобождают APC / C и позволяют продолжить деление. В противном случае клетка самоуничтожается, прежде чем сможет делиться.
Однако, если сами белки контрольной точки неисправны, митоз приводит к анеуплоидии, потере или увеличению хромосом в дочерних клетках. Это увеличивает риск рака и способствует устойчивости раковых клеток к химиотерапии.
Некоторые противораковые препараты, такие как паклитаксел и гемцитабин, используют механизмы митоза для уничтожения раковых клеток. Хотя они действуют через очень разные механизмы, и паклитаксел, и гемцитабин саботируют события, отслеживаемые белками контрольной точки, что затем приводит к гибели клеток. По словам Йена, более глубокое понимание механизмов митоза сделает эти и подобные им препараты более эффективными и долговечными.
Хотя исследователи характеризуют открытие как важный шаг в понимании митоза, существование MCF2 вызывает больше вопросов, чем дает ответов. "Нам еще многое предстоит понять в том, как все компоненты митотической контрольной точки сочетаются друг с другом, и даже больше, чтобы понять, как хромосомы выровнены и разделены так точно," Йена говорит.
Источник: Онкологический центр Fox Chase