Клетка ведет себя как организатор международного соревнования: она изменяет конфигурацию своих «улиц», перемещает „здания“ и перенаправляет транспортные системы.

Исследователи уже много лет восхищаются способностью клетки организовывать такие преобразования. Центральную роль в этом процессе играет цитоскелет из микротрубочек — сеть волокон, которая обеспечивает структурную поддержку и облегчает движение внутри клетки. Ошибки в делении клеток могут привести к раку и другим заболеваниям.

Важный процесс реорганизации клеток во время деления до сих пор не изучен до конца. Как клетка понимает, что ей нужно перестроить свои внутренние структуры? Какие сигналы управляют этими изменениями? Кто главные участники этого процесса?

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, некоторые изменения связаны с молекулярным переключателем. Исследование провели ученые из Центра геномного регулирования в Барселоне и Института молекулярной физиологии Макса Планка в Дортмунде.

Открытие связано с белком PRC1. Он играет важную роль во время деления клетки, соединяя микротрубочки и помогая формировать структуру в области, где они пересекаются и разделяют хромосомы.

Активность PRC1 строго контролируется. Это делается с помощью процесса фосфорилирования, когда ферменты добавляют химические метки к определенным областям белка. Эти метки могут повышать или понижать активность PRC1.

Мы обнаружили, что изменение состояния фосфорилирования PRC1 может быстро (за несколько минут) вызывать масштабные переходы в организации цитоскелета, необходимые для деления клетки, — объясняет доктор Вей Минг Лим, первый автор исследования и постдокторский научный сотрудник CRG.

Исследователи разработали новую лабораторную систему, которая позволяет контролировать и обращать вспять переход цитоскелетных структур, связанных с делением клеток. Эта технология поможет изучать фундаментальные механизмы клеточного деления более детально и точно, в режиме реального времени.

Мы можем создавать и просматривать под микроскопом видеоролики, показывающие реорганизацию цитоскелета. Можно перематывать их вперед и назад. Это большое достижение в данной области, — говорит профессор Томас Суррей, старший автор исследования и научный сотрудник Центра геномного регулирования в Барселоне.

Новая система может помочь в лечении заболеваний, связанных с неправильным делением клеток, например рака.

По мнению Суррея, это исследование важно тем, что заставляет восхищаться сложностью и изощренностью природы.

Клетки очень малы, но внутри них есть высокоорганизованная и сложная система, которая работает точно. Подобные открытия помогают понять эту сложность.