O nouă tehnică folosește lumina albastră pentru a reactiva diviziunea celulară
Cercetătorii de la Departamentul de Microbiologie și Biologie Celulară al Institutului Indian de Știință au dezvoltat o metodă care permite activarea reversibilă a enzimei Aurora A, esențială pentru formarea fusului mitotic. Tehnica, numită Activare Indusă de Lumină a Fusului (LISA), ar putea deschide noi căi de studiere a centrozomului și chiar de corectare a defectelor de diviziune celulară.
Diviziunea celulară este un proces complex, iar în centrul său se află un organit fără membrană numit centrosom, format din peste 200 de componente. Acesta este responsabil pentru gruparea fusurilor mitotice, structuri filamentoase necesare separării materialului genetic. Până recent, nu era clar care părți ale centrosomului sunt necesare și suficiente pentru asamblarea fusului. Studiul a fost publicat în revista EMBO Reports.
Cum funcționează LISA
Oamenii de știință considerau că Aurora A este activată prin clusterizare, un proces promovat în celule de schela sa conservată evolutiv, Cep192. Lucrări anterioare arătaseră că bile acoperite cu Aurora A pot declanșa nucleația microtubulilor în extracte de ovule de broască, dar Cep192 era necesar pentru activarea Aurora A în acest context. Cu LISA, cercetătorii pot induce și studia reversibil clusterizarea Aurora A folosind lumină albastră, independent de Cep192, într-o gamă variată de tipuri de celule. Spre deosebire de metoda bazată pe bile, care este limitată în principal la extracte celulare, LISA poate fi aplicată direct în celule vii.
Pentru a dezvolta această metodă, Sachin Kotak, profesor asociat la MCB, și echipa sa au identificat o aplicație nouă pentru o tehnică existentă numită LARIAT, folosită de obicei pentru a inhiba proteinele prin inducerea clusterizării lor cu ajutorul luminii. Echipa lui Kotak a realizat că această clusterizare indusă de lumină poate fi folosită, dimpotrivă, pentru a activa enzima Aurora A.
LARIAT utilizează proteinele vegetale CRY2 și CIB1, care pot fi determinate să se clusterizeze în prezența luminii albastre. Cercetătorii au inginerit mai întâi celule umane pentru a exprima o proteină de fuziune în care enzima Aurora A a fost legată de CRY2. Când lumina albastră este direcționată asupra proteinei de fuziune, CRY2 suferă o schimbare conformațională care promovează interacțiunea sa cu CIB1. Acest lucru determină, la rândul său, clusterizarea mai multor ansambluri de Aurora A, explică Vignesh Olakkal, student la doctorat în laboratorul lui Kotak și primul autor al studiului.
„Aceasta oferă o modalitate nouă de a declanșa și activa un complex artificial de Aurora A — Aurora A fuzionată cu proteine vegetale sensibile la lumină, suficient pentru a induce nucleația microtubulilor”, adaugă el.
Restabilirea diviziunii fără centrosomi
Celulele fără centrosomi prezintă adesea defecte în asamblarea fusului mitotic, ceea ce duce la erori în diviziunea celulară. Echipa lui Kotak a vrut să testeze dacă LISA poate depăși acest defect. Pentru aceasta, au eliminat chimic centrosomii din celulele umane și apoi au introdus sistemul inginerit de clusterizare a Aurora A. Când lumina albastră a fost aplicată în timpul mitozei, aceasta a indus clusterizarea Aurora A și a stimulat eficient nucleația microtubulilor. Activarea indusă de lumină a Aurora A a fost suficientă pentru a restabili asamblarea fusului mitotic și pentru a corecta defectele de diviziune cauzate de pierderea centrosomului.
Posibile aplicații terapeutice
Conform cercetătorilor, LISA are și potențiale aplicații terapeutice. „În multe tumori solide, enzima Aurora A este supraexprimată, motiv pentru care există medicamente care o vizează. Dar enzima Aurora A are multiple ținte”, explică Kotak. „Acum, cu strategia noastră, putem afla care sunt țintele specifice ale enzimei Aurora A, independent de centrosom, în ceea ce privește nucleația microtubulilor. Apoi sperăm să putem găsi alte ținte ale enzimei Aurora A și să proiectăm medicamente.”
Detalii despre publicare: Vignesh Olakkal et al, Light-induced spindle assembly through Aurora A clustering, EMBO Reports (2026). DOI: 10.1038/s44319-026-00928-9
