A brit Queen Mary University of London (QMUL) kutatói most felfedezték annak a mechanizmusnak egy fontos részét, amely a sejtosztódás során a kromoszómák szétválasztásában játszik szerepet, hogy minden új sejtbe egy teljes készlet kerüljön.

“A sejtosztódás során az anyasejt két leánysejtre osztódik, és e folyamat során az anyasejt kromoszómákba csomagolt DNS-e két egyenlő készletre válik szét. Ennek érdekében a mikrotubulusoknak nevezett kötélszerű struktúrák a kromoszómákat egy speciális helyen, a kinetochorban fogják meg, és széthúzzák a DNS-t” – mondta Dr. Viji Draviam, a QMUL Biológiai és Kémiai Tudományok Iskolájának strukturális sejt- és molekuláris biológia vezető tanára.

“Azonosítottunk két fehérjét – apró molekuláris gépezeteket -, amelyek lehetővé teszik a kromoszómák és a mikrotubulusok közötti megfelelő rögzítést. Ha ezek a fehérjék nem működnek megfelelően, a sejtek elveszíthetnek vagy nyerhetnek egy kromoszómát. Ez a felfedezés bepillantást enged a sejtosztódás folyamatának egy fontos lépésébe.”

A Nature Communications című folyóiratban ma (2017. július 28., péntek) megjelent tanulmány segít megmagyarázni az aneuploidia néven ismert állapotot — amikor a sejtek rossz számú kromoszómával rendelkeznek.

Az élő emberi sejtek belső működését nagy felbontású mikroszkópokkal videóra véve Dr. Draviam és kollégái a Cambridge-i Egyetemen (Egyesült Királyság) és a heidelbergi (Németország) Európai Molekuláris Biológiai Laboratóriumban felfedezték, hogy két fehérje — az Aurora-B kináz és a BubR1-hez kötött PP2A foszfatáz — egymással ellentétesen hat, foszfátcsoportokat adva, illetve eltávolítva, hogy megfelelően szabályozzák a mikrotubulusok kromoszómákhoz való kapcsolódását.

A társszerző Duccio Conti, aki Dr. Draviam PhD-hallgatója, elmondta: “Azt találtuk, hogy az Aurora-B kináz és a BubR1-hez kötött foszfatáz közötti egyensúly fontos a helyes kromoszómaszám fenntartásához az emberi sejtekben.”

A sejtosztódás mögöttes molekuláris mechanizmusainak megismerése számos betegség és rendellenesség kezelésében segíthet.

“Az agresszív rákos megbetegedések gyakran szabálytalan kromoszómaszámot mutatnak. A normális emberi sejtek általában 23 kromoszómapárral rendelkeznek, a rákos sejtek azonban 50 vagy több kromoszómával is rendelkezhetnek. Az aneuploidia mögöttes okának pontos diagnosztizálásához, valamint az aneuploidia célzott kezeléséhez vagy kezeléséhez meg kell érteni, hogy mi okozza az aneuploidiát” – tette hozzá Dr. Draviam.

Egyes emberek olyan mutációkkal születnek, amelyek hajlamosítják őket az aneuploidiára. Az egyik ilyen állapot a mozaikos variegált aneuploidia (MVA), amelyben a betegekből hiányzik a BubR1 fehérje egy kis része. Ez egy nagyon ritka állapot, de az érintetteknél mikrokefália (a normálisnál kisebb fej), korlátozott növekedés, agyi és idegrendszeri problémák, fejlődési késés, szellemi fogyatékosság és görcsrohamok jelentkezhetnek, valamint megnő a rák kockázata.

Dr. Draviam elmondta: “Hasznos lesz megnézni, hogy milyen az AuroraB-kináz szintje azoknál az MVA-betegeknél, akiknek a DNS-éből hiányzik a BubR1 gén egy része. A BubR1 elvesztésének ellensúlyozására ezeknél a betegeknél talán az Aurora-B-t lehetne csökkenteni. Arra is kíváncsiak vagyunk, hogy a BubR1-hez kötött foszfatázzal nem rendelkező betegeknél normálisan rögzülnek-e a kromoszómák. Ez új módszereket tárhat fel a BubR1 mutációban szenvedő betegeknél megfigyelhető további kromoszómaszám-változások kezelésére.”

“A termékenységi kezelések során hasznos lesz e két fehérje szintjének vizsgálata a kinetokórában, hogy kiválaszthassuk a nők méhébe beültetendő egészséges petesejteket, hogy a legjobb esélyt adjuk a sikeres terhesség elérésére.”

Dr. Draviam zárta gondolatait: “Azáltal, hogy hozzájárul a kromoszómaszegregációs folyamat molekuláris megértéséhez, ez a munka támogatni fogja a jövőbeni prediktív markerek vagy gyógyszercélpontok kifejlesztését a szabálytalan kromoszómaszámhoz kapcsolódó számos rendellenesség esetében.”