2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Whitehead ինստիտուտի հետազոտողները որոշել են առանցքային մասը, թե ինչպես են բջիջները կարգավորում քրոմոսոմի/միկրոխողովակների միջերեսը, որն առանցքային է բջիջների բաժանման ընթացքում քրոմոսոմային պատշաճ բաշխման համար:
«Սա այն հսկողության մեխանիզմն է, որը ապահովում է, որ քրոմոսոմները ճիշտ բաժանված են բջիջների միջև», - ասում է Whitehead-ի անդամ Իեն Չիզմանը:
Գտածոները հրապարակված են Molecular Cell ամսագրում:
Բջջի բաժանման ընթացքում բջջի ԴՆԹ-ն համախմբվում է X-աձև քրոմոսոմային զույգերի մեջ, որոնք հարթվում են բջջի կեսի երկայնքով:Այնտեղ, որտեղ X-ի թեւերը խաչվում են, յուրաքանչյուր քրոմոսոմ ունի երկու կինետոխոր՝ սպիտակուցային բարդույթներ, որոնք հեշտացնում են միկրոխողովակների կցումը քրոմոսոմին: Բջիջների բաժանման առաջընթացի ընթացքում այս միկրոխողովակները քաշում են յուրաքանչյուր քրոմոսոմի աջ կամ ձախ կեսը դեպի լիսեռի բևեռները, որպեսզի բաժանեն դրանք բջջի հակառակ ծայրերին:
Խնդիրները հաճախ կարող են առաջանալ այս գործընթացի ընթացքում: Քանի որ միկրոխողովակը ձգվում է ողնաշարի բևեռից, այն կարող է սխալ կցել կինետոխորին: Երբ դա տեղի է ունենում, բջիջին անհրաժեշտ է միջոց՝ հայտնաբերելու սխալը, անջատել խնդրահարույց միկրոխողովակը և նորից ճիշտ ամրացնել այն: Եթե խնդիրը չլուծվի, և բջիջների բաժանումը շարունակվի, քրոմոսոմները սովորաբար չեն բաժանվում հավասարաչափ, ինչի հետևանքով բջիջները սխալ թվով քրոմոսոմներ ունեն: Քրոմոսոմների այս շեղ բաշխումը կարող է հանգեցնել քաղցկեղի կամ բջիջների վաղաժամ մահվան։
Կցման հետ կապված խնդիրները շտկելու համար բջիջները հիմնվում են ֆոսֆորիլացման համակարգի վրա՝ որոշ սպիտակուցների ֆոսֆատային խմբի ավելացում, որպեսզի վերահսկեն միկրոխողովակները կապված են կինետոխորին, թե ոչ:
Համաձայն Molecular Cell թղթի, Aurora B ֆերմենտը գտնվում է ներքին կինետոխորում և ֆոսֆատներ է ավելացնում կինետոխորի հիմնական խաղացողին, որը կոչվում է KMN ցանց, որը միանում է միկրոխողովակին::
Ավրորա B-ի մոլեկուլը ֆոսֆորիլացնելու ունակությունը նվազում է, որքան այդ մոլեկուլը գտնվում է ֆերմենտից: Կինետոխորին պատշաճ կերպով կցված միկրոխողովակի դեպքում, KMN ցանցի վրա միկրոխողովակի ավելացած լարվածությունը ձգում է ցանցը և ավելի հեռու Ավրորա B-ից, դրանով իսկ նվազեցնելով Ավրորա B-ի կարողությունը ֆոսֆորիլացնելու KMN ցանցը: Եթե միկրոխողովակը ճիշտ միացված չէ, KMN ցանցը չի հեռացվում Ավրորա B-ից: Նվազեցված հեռավորությունը թույլ է տալիս Ավրորա B-ին պահել KMN ցանցը ֆոսֆորիլացված, ինչը ապակայունացնում է միկրոխողովակի կցումը կինետոխորին և թույլ է տալիս միկրոխողովակին անջատվել և նորից փորձել:
KMN ցանցը կազմված է մի քանի ստորաբաժանումներից, որոնք դասավորված են Ավրորա B-ից տարբեր հեռավորությունների վրա: Յուրաքանչյուր ենթաբաժին կարող է անհատապես ֆոսֆորիլացվել Ավրորա B-ի կողմից, ինչը թույլ է տալիս կցման/անջատման համակարգը կառավարել ավելի շատ, ինչպես մթնեցնողը, այլ ոչ թե միացվածը: անջատիչ։
«Սա շատ զգայուն համակարգ է, որը թույլ է տալիս բջիջին դինամիկ կերպով արձագանքել կցման տարբեր խնդիրներին», - ասում է Ջուլի Ուելբերնը, Molecular Cell թղթի առաջին հեղինակը և Cheeseman լաբորատորիայի հետդոկտորական գիտաշխատող::
Բայց այս համակարգի պատշաճ գործելու համար ֆոսֆատները նույնպես պետք է հեռացվեն KMN ցանցից՝ նոր միկրոխողովակային կցորդների ձևավորման համար: Բջջային կենսաբանության ամսագրի վերջին հոդվածում Չիզմենի լաբորատորիան համագործակցեց Փենսիլվանիայի համալսարանի հետազոտողների հետ՝ ցույց տալու, որ մեկ այլ ֆերմենտ՝ պրոտեին ֆոսֆատազ 1 (PP1), հակադրվում է Ավրորա B-ի գործունեությանը: Երբ լարվածությունը մեծանում է պատշաճ կցված միկրոխողովակում, KMN ցանցի մեկ ստորաբաժանումը հավաքագրում է PP1: Այնուհետև PP1-ը հեռացնում է ֆոսֆատները Aurora B-ի կողմից ֆոսֆորիլացված մոլեկուլներից՝ դրանով իսկ կայունացնելով միկրոխողովակի կցումը կինետոխորին: Այնուամենայնիվ, PP1-ի հավաքագրումն ինքնին կինետոխորներին վերահսկվում է Aurora B-ի ակտիվությամբ:
«Կարծում եմ, որ իսկապես հիանալի է, որ այս գործընթացը պարզ քաշքշուկ չէ ֆոսֆատ ավելացնելու և այն հեռացնելու միջև», - ասում է Չիզմանը, ով նաև MIT-ի կենսաբանության դոցենտ է:«Բայց այդ PP1-ն ինքնին զգայուն է Ավրորա B-ի գործունեության ընդհանուր մակարդակի նկատմամբ: Այսպիսով, որքան բարձր է Ավրորա B-ի ակտիվությունը, այնքան ցածր է PP1-ի ակտիվությունը և հակառակը: Այն սահմանում է այս հավասարակշռությունը նրանց միջև, որպեսզի կարողանաք անցնել բարձր մակարդակի: ֆոսֆորիլացում և ոչ մի ֆոսֆորիլացում շատ արագ»:
Չնայած երկու փաստաթղթերը պարզաբանում են միկրոխողովակների միջերեսի որոշ ասպեկտներ, պատկերը դեռ ամբողջական չէ:
«Մենք կամաց-կամաց գտնում ենք մյուս թիրախները այս գործընթացում և ավելի լավ ենք հասկանում, թե ինչպես է այս մեխանիզմը աշխատում միկրոխողովակային կցորդները շտկելու համար», - ասում է Ուելբերնը:
Iain Cheeseman-ի հիմնական պատկանելությունը Ուայթհեդի կենսաբժշկական հետազոտությունների ինստիտուտն է, որտեղ գտնվում է նրա լաբորատորիան և անցկացվում են նրա բոլոր հետազոտությունները: Նա նաև կենսաբանության ասիստենտ է Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտում:
