Cercetătorii de la Universitatea Queen Mary din Londra (QMUL), Marea Britanie, au descoperit o parte importantă a mecanismului implicat în modul în care cromozomii sunt despărțiți în timpul diviziunii celulare, astfel încât un set complet să intre în fiecare dintre noile celule.
“În timpul diviziunii celulare, o celulă mamă se împarte în două celule fiice, iar în timpul acestui proces ADN-ul din celula mamă, înfășurat sub formă de cromozomi, este împărțit în două seturi egale. Pentru a realiza acest lucru, structuri asemănătoare unor frânghii, numite microtubuli, captează cromozomii într-un loc special numit kinetochore, și trag ADN-ul în afară”, a declarat Dr. Viji Draviam, conferențiar senior în biologia structurală celulară și moleculară de la Școala de Științe Biologice și Chimice a QMUL.
“Am identificat două proteine – mici mașini moleculare – care permit atașarea corectă între cromozomi și microtubuli. Atunci când aceste proteine nu funcționează corect, celulele pot pierde sau câștiga un cromozom. Această descoperire ne oferă o privire asupra unui pas important în procesul de diviziune celulară.”
Studiul, care este publicat astăzi (vineri, 28 iulie 2017) în revista Nature Communications, ajută la explicarea afecțiunii cunoscute sub numele de aneuploidie – atunci când celulele ajung să aibă un număr greșit de cromozomi.
Utilizând microscoape de înaltă rezoluție pentru a filma funcționarea interioară a celulelor umane vii, Dr. Draviam și colegii săi de la Universitatea din Cambridge (Marea Britanie) și de la Laboratorul European de Biologie Moleculară din Heidelberg (Germania), au descoperit că două proteine – Aurora-B kinaza și fosfataza PP2A legată de BubR1 – acționează în opoziție una față de cealaltă, adăugând, respectiv eliminând grupe de fosfat, pentru a controla corect atașarea microtubulilor la cromozomi.
Coautorul Duccio Conti, care este doctorandul doctorandului Draviam, a declarat: “Am descoperit că un echilibru între kinaza Aurora-B și fosfataza legată de BubR1 este important pentru a menține numărul corect de cromozomi în celulele umane.”
Înțelegerea mecanismelor moleculare care stau la baza diviziunii celulare ar putea ajuta la tratarea unei serii de boli și tulburări.
“Cancerele agresive prezintă adesea un număr neregulat de cromozomi. Celulele umane normale au de obicei 23 de perechi de cromozomi; cu toate acestea, celulele canceroase pot avea 50 sau mai mulți cromozomi. Pentru a diagnostica în mod specific motivul care stă la baza aneuploidiei și, de asemenea, pentru a ținti sau trata în mod specific aneuploidia, trebuie să înțelegem ce cauzează aneuploidia în primul rând”, a adăugat Dr. Draviam.
Cei care se nasc cu mutații care îi predispun la aneuploidie sunt unii oameni. O astfel de afecțiune este aneuploidia variată mozaicată (MVA), în care pacienților le lipsește o mică parte din proteina BubR1. Este o afecțiune foarte rară, dar cei afectați pot suferi de microcefalie (cap mai mic decât în mod normal), creștere restrânsă, probleme la nivelul creierului și al sistemului nervos, întârzieri în dezvoltare, dizabilități mintale și convulsii, precum și un risc crescut de cancer.
Dr Draviam a declarat: “Va fi util să vedem care sunt nivelurile de kinază AuroraB la pacienții cu MVA care nu au porțiuni din gena BubR1 în ADN-ul lor. Pentru a contracara pierderea BubR1 la acești pacienți, poate că Aurora-B ar putea fi redusă. De asemenea, suntem curioși să aflăm dacă cromozomii sunt capturați în mod normal la pacienții cărora le lipsește fosfataza legată de BubR1. Acest lucru ar putea dezvălui noi modalități de a aborda modificările suplimentare ale numărului de cromozomi observate la pacienții care suferă de mutații BubR1.
“În tratamentele de fertilitate, va fi utilă studierea nivelurilor acestor două proteine la nivelul kinetocorului pentru a selecta ovule sănătoase care să fie implantate în uterul femeilor, pentru a le oferi acestora cele mai bune șanse de a obține o sarcină reușită.”
Dr. Draviam a concluzionat: “Contribuind la înțelegerea moleculară a procesului de segregare a cromozomilor, această lucrare va sprijini dezvoltarea viitoare a markerilor predictivi sau a țintelor medicamentoase pentru o varietate de tulburări legate de numărul neregulat de cromozomi.”
.