Неправильные клеточные деления могут вызывать опухоли, выкидыши или хромосомные повреждения. Теперь ученые открыли, как специальные молекулы клея обеспечивают правильный процесс и точное время распределения хромосом по дочерним клеткам. Старение этого молекулярного «суперклея» в женских ооцитах, вероятно, также является причиной более высокого риска рождения детей с синдромом Дауна у пожилых матерей.
Вероятность рождения ребенка с трисомией 21 - синдромом Дауна - вначале умеренно возрастает у женщин, но становится все более резкой к сорока годам. Для мужчин, с другой стороны, возраст отца почти не играет роли. Причиной этого является различное формирование половых клеток у обоих полов. Этот процесс, называемый мейозом, протекает по-разному у самцов и самок. Первая фаза формирования яйцеклетки происходит у девочек до рождения. Но тогда хромосомы женских половых клеток десятилетиями остаются в состоянии, в котором генетический материал уже продублирован, но две нити дуплицированных хромосом еще связаны.
Белок делает когезин суперклеем
Молекулярный клей, вызывающий такое сцепление, был идентифицирован более десяти лет назад исследователями из IMP и назван когезином. Молекула образует кольцо вокруг двух цепочек хромосом - так называемых сестринских хроматид - и удерживает их вместе до тех пор, пока не будет ферментативно расщеплена. Группа клеточных биологов из Венского института молекулярной патологии (IMP) под руководством старшего научного сотрудника Яна-Майкла Петерса теперь смогла выяснить молекулярные детали, которые делают хромосомный клей суперклеем.
Исследователи определили белок, названный сорорин, который гарантирует, что когезиновое соединение является чрезвычайно стабильным и долговечным. О том, насколько важна функция сорорина, можно также судить из того факта, что эта молекула уже обнаружена у беспозвоночных и почти не изменилась в ходе эволюции. Научный журнал Cell сообщает о новых открытиях в своем текущем выпуске.
Молекула должна существовать десятилетиями
Sororin's 'амплификация' когезиновой связи может также лежать в основе поразительного открытия, также опубликованного недавно. Из экспериментов с мышами группа из Медицинской школы Маунт-Синай в Нью-Йорке пришла к выводу, что многолетняя сплоченность хроматид в мейозе фактически поддерживается одной и той же молекулой и не обновляется постоянно. На этом фоне вполне возможно, что связь с годами становится неустойчивой и хроматиды преждевременно расходятся, что может привести к неравномерному разделению генетического материала.
«Больше не может быть никаких сомнений в том, что дефекты когезиновых соединений являются причиной хромосомных повреждений, которые увеличиваются с возрастом матери», - говорит Ян-Майкл Петерс. «Но это не отвечает на все вопросы о точных процессах. Мы думаем, что можем дать часть объяснения, но вопрос клеточного деления еще долго будет занимать нас».