Forskare från Hubrecht-institutets Kops-grupp har i samarbete med forskare från University of Edinburgh gjort en överraskande ny upptäckt i centromerens struktur, en struktur som är inblandad i att se till att kromosomerna segregeras ordentligt när en cell delar sig. Misstag i kromosomsegregeringen kan leda till celldöd och cancerutveckling.
Forskarna upptäckte att centromeren består av två underdomäner. Detta grundläggande fynd har viktiga implikationer för processen för kromosomsegregering och tillhandahåller nya mekanismer som ligger till grund för felaktiga uppdelningar i cancerceller. Forskningen publiceras i Cell .
Våra kroppar består av biljoner celler, varav de flesta har en begränsad livslängd och därför måste fortplanta sig för att ersätta de gamla. Denna reproduktionsprocess kallas celldelning eller mitos. Under mitos kommer föräldracellen att duplicera sina kromosomer för att överföra arvsmassan till dottercellerna. De resulterande identiska kromosomparen, systerkromatiderna, hålls samman av en struktur som kallas centromeren.
Systerkromatiderna måste sedan delas jämnt över de två dottercellerna för att säkerställa att varje dottercell är en exakt kopia av modercellen. Om fel inträffar under segregeringen kommer en dottercell att ha för många kromosomer, medan den andra har för få. Detta kan leda till celldöd eller cancerutveckling.
Centromeren är en del av kromosomen som spelar en viktig roll i kromosomsegregeringen under mitos. Processen att dela systerkromatiderna över cellerna styrs av interaktionen mellan centromererna och strukturer som kallas spindelmikrotubuli. Dessa spindelmikrotubuli är ansvariga för att dra isär kromatiderna och på så sätt separera de två systerkromatiderna.
Carlos Sacristan Lopez, den första författaren till denna studie, förklarar, "Om fastsättningen av centromeren till spindelns mikrotubuli inte sker korrekt, leder det till kromosomsegregationsmisstag, som ofta observeras vid cancer."
Att förstå centromerens struktur kan bidra till fler insikter om centromerens funktion och dess roll vid felaktig kromosomsegregering.
För att undersöka centromerstrukturen använde forskarna en kombination av avbildnings- och sekvenseringstekniker. Superupplösningsmikroskopiavbildningen ägde rum vid Hubrecht Institute, medan gruppen av Bill Earnshaw utförde sekvenseringen. Detta samarbete ledde till en överraskande ny upptäckt i centromerstrukturen. Tidigare troddes bestå av en kompakt struktur som fäster vid flera spindelmikrotubuli, men det avslöjades istället att centromeren består av två underdomäner.
Sacristan Lopez förklarar, "Denna upptäckt var mycket överraskande, eftersom subdomäner binder mikrotubuli oberoende av varandra. Men för att bilda korrekta vidhäftningar måste de förbli nära sammankopplade. I cancerceller observerar vi dock ofta att subdomäner kopplas loss, vilket resulterar i felaktiga vidhäftningar. och kromosomsegregationsfel."
Denna mycket spännande och grundläggande upptäckt bidrar till vår förståelse av ursprunget till kromosomsegregationsfel, som ofta ses vid cancer.
Mer information: Carlos Sacristan et al, Vertebratcentromerer i mitos är funktionellt tvådelade strukturer stabiliserade av kohesin, cell (2024). DOI:10.1016/j.cell.2024.04.014
Journalinformation: Cell
Tillhandahålls av Hubrecht Institute
