Митоз под контролем: новые детали
Каждый день огромнейшее количество клеток нашего организма делится надвое с формированием двух своих точных копий. Утрата контроля над лежащим в основе такого деления (митоза) клеточными механизмами является одной из основных причин развития злокачественных опухолей.
О клеточных механизмах, управляющих процессом митоза, известно очень мало, однако ученым израильского Института Технион (Technion-Israel Institute of Technology), работающим под руководством доктора Тима Йена (Tim J. Yen), удалось открыть ранее неизвестный биохимический путь, получивший название «фактор контроля митоза-2» (mitotic checkpoint factor 2, MCF2). Судя по всему, этот механизм является решающим в предотвращении деления клеток, по каким-либо причинам неспособных правильно разделить свои хромосомы.
Белки, обеспечивающие работу MCF2, еще предстоит идентифицировать, однако открытие проливает свет на один из фундаментальных вопросов биологии и может повысить эффективность противоопухолевых препаратов, нарушающих репликацию ДНК (таких как гемцитабин) и предотвращающих митоз (таких как паклитаксель).
В каждый отдельно взятый момент около 250 миллионов клеток в организме находятся в процессе митоза, что необходимо для замещения клеток, погибающих в результате нормальной жизнедеятельности. Механизм контроля митоза является сложным комплексом систем проверки качества, аналогичных используемым на промышленных линиях сборки, и обеспечивает попадание в каждую клетку строго определенного и одинакового набора хромосом.
Опухолевые клетки избегают такого контроля качества, что позволяет им тасовать хромосомы и приобретать свойства, обеспечивающие их устойчивость к лечению и способность к бесконтрольному делению.
MCF2 предотвращает митоз посредством блокирования фермента убиквитинлигазы, известного как стимулирующий анафазу комплекс (циклосома) – anaphase-promoting complex/cyclosome, APC/C. (Анафаза – четвертая из пяти фаз митотического процесса деления клетки, которая обычно продолжается всего несколько минут.)
Авторы утверждают, что MCF2, совместно с известной ранее группой белков комплекса контроля митоза (mitotic checkpoint complex, MCC), предотвращают активацию APC/C с помощью сигнальной молекулы Cdc20.
Одним из первых этапов деления клетки является удвоение ДНК. До разделения клетки надвое белки митотического контрольного механизма «проверяют» механические соединения между микротрубочками, растягивающими реплицированные пары хромосом, и хромосомами. Если все в порядке, они высвобождают APC/C, что является сигналом к продолжению деления. Если же обнаружены какие-либо неполадки, клетка разрушается, не успев разделиться.
Нарушение работы системы контроля митоза может приводить к анеуплоидии – увеличению или уменьшению числа хромосом в дочерних клетках. Это повышает риск развития рака и устойчивость злокачественных клеток к лечению.
Некоторые противоопухолевые препараты уничтожают раковые клетки путем воздействия на различные механизмы митоза. Несмотря на различия в механизмах действия, такие препараты как паклитаксель и гемцитабин воздействуют на процессы, за которыми «следят» белки-контролеры. Авторы считают, что более детальное понимание механизмов митоза поможет повысить эффективность этих и других препаратов.
В то же время обнаружение MCF2 поднимает больше вопросов, чем предоставляет ответов, т.к. до сих пор очень многое неизвестно о том, каким образом компоненты механизма контроля митоза взаимодействуют друг с другом и как достигается исключительно высокая точность разделения хромосом.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily
16.07.2008