Structurile care ancorează cromozomii formează învelișuri goale înainte de diviziunea celulară
Cercetătorii au descoperit că un complex proteic esențial pentru diviziunea celulară corectă adoptă o formă neașteptată: o sferă goală în interiorul nucleului. Studiul, publicat în revista Science Advances, arată cum rețeaua constitutivă asociată centromerului (CCAN) se asamblează într-o structură de tip înveliș sferic.
CCAN se află la centromer, zona îngustată a fiecărui cromozom, unde formează baza unei structuri mai mari numite kinetocor. Kinetocorul funcționează ca un cârlig de remorcare, legând fiecare cromozom de firele celulare care îi separă în timpul diviziunii. Deși structura unei singure unități CCAN fusese descrisă anterior în detaliu, modul în care zeci de astfel de unități se aranjează împreună în interiorul celulei a rămas necunoscut.
„Dacă știi forma unei singure cărămizi, asta nu îți spune cum arată clădirea”, explică autorii principali ai studiului, Yuji Sakai, Mariko Ariyoshi și Yasuhiro Hirano. „Am vrut să aflăm cum se combină mai multe unități CCAN pentru a construi un kinetocor funcțional în interiorul celulei.”
CENP-C organizează învelișul
Echipa a folosit mai întâi simulări pe supercomputer pentru a modela comportamentul mai multor unități CCAN atunci când sunt legate de proteina CENP-C. Rezultatele simulărilor au sugerat că CENP-C se grupează în centru, legându-se de ADN, și aranjează celelalte proteine CCAN într-un înveliș ordonat în jurul său.
Cercetătorii au apelat apoi la microscopia de expansiune, o tehnică ce umflă fizic probele celulare pentru a face vizibile structurile minuscule, precum și la alte metode de imagistică de înaltă rezoluție. În concordanță cu predicțiile simulărilor, o structură de tip înveliș CCAN a apărut în celulele de pui, fiind cel mai pronunțată în perioada premergătoare diviziunii celulare.
„Când CENP-C este îndepărtată sau împiedicată să se lege de ADN, învelișul nu se mai poate forma corect”, spune autorul senior Tatsuo Fukagawa. „Aceste celule prezintă și defecte în segregarea cromozomilor, ceea ce ne arată că structura ordonată de tip înveliș a CCAN este esențială pentru separarea fidelă a cromozomilor.”
Legătura dintre structura kinetocorului și erorile cromozomiale
Pe lângă dezvăluirea unei noi caracteristici a arhitecturii kinetocorului, studiul demonstrează puterea combinării simulărilor computerizate cu imagistica de înaltă rezoluție pentru investigarea structurilor aflate între scara moleculelor individuale și cea a celulelor întregi.
Erorile în segregarea cromozomilor pot lăsa celulele cu un număr greșit de cromozomi, o caracteristică frecventă a multor tipuri de cancer. Prin urmare, înțelegerea modului în care este construit kinetocorul ar putea oferi, în cele din urmă, perspective noi asupra modului în care apar astfel de erori.
