science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een nieuw mechanisme in celdeling ontdekken

In kankercellen, defecten in de bipolaire spoel leiden tot het trekken van chromosomen in meerdere richtingen tijdens celdeling. Krediet:Northwestern University

Wetenschappers van de Northwestern Medicine hebben de rol onthuld die amino-terminale methylering speelt in een specifiek eiwit in het centromeer, een gebied van het chromosoom dat belangrijk is bij celdeling, en hoe de ontregeling van dit eiwit de ontwikkeling van kankercellen kan beïnvloeden. Methylering van zijketens van aminozuren is goed gedocumenteerd, maar de rol van amino-terminale methylering is veel minder goed begrepen.

Gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de studie toonde deze posttranslationele modificatie van het eiwit aan, centromeer eiwit A (CENP-A), onderscheidt het van een soortgelijk eiwit dat in de rest van het chromosoom wordt gevonden. CENP-A is een type histon, een eiwit met DNA eromheen gewikkeld, en specificeert de locatie van het centromeer in de kern.

Hoofdauteur Daniel Fotz, '01 PhD, universitair hoofddocent Biochemie en Moleculaire Genetica, en zijn team voerden functionele analyses uit van de wijzigingen op CENP-A, die ze eerder hadden geïdentificeerd.

"Het is interessant omdat dit een nieuw type modificaties op histonen is en omdat we naar binnen kunnen gaan en echt kunnen laten zien welke functie wordt gemedieerd door de amino-terminale methylering, die niet eerder goed gedefinieerd is voor dit type wijziging, ' zei Fotz.

De onderzoekers ontdekten dat CENP-A, wanneer correct gemethyleerd op zijn aminoterminus, beïnvloedt de rekrutering van CCAN-eiwitten, die deel uitmaken van een groot centromeercomplex van eiwitten. Ze toonden aan dat een subset van componenten van CCAN afhankelijk is van deze methylering. Toen de wetenschappers de methylering van dit proces blokkeerden, ze observeerden defecten in chromosoomsegregatie.

"We hebben echt een andere tak van werving voor de CCAN-eiwitten gedefinieerd dan eerder werd begrepen, ' zei Fotz.

Overexpressie van CENP-A bij kanker

Volgende, de wetenschappers bestudeerden kenmerken van kankercellen, inclusief defecten in chromosoomsegregatie en spilpolariteit. Een bipolaire spil is essentieel om chromosomen gelijkmatig te scheiden in twee afzonderlijke cellen tijdens celdeling. In kankercellen, defecten in de spil leiden tot chromosomen die in meerdere richtingen worden getrokken en kunnen resulteren in chromosoombreuk en genomische instabiliteit. De wetenschappers ontdekten dat het verminderen van de hoeveelheid methylering van CENP-A dit proces stimuleert.

Foltz en de andere onderzoekers ontdekten ook dat bij afwezigheid van het tumorsuppressoreiwit p53, verlies van CENP-A-methylering bevordert een snellere tumorvorming.

Volgende, Foltz en zijn team willen onderzoeken hoe tumorcellen deze route gebruiken.

"Wat we in dit artikel hebben gedaan, is dit defect in cellen inbouwen om te zien wat het fenotype is, " zei Foltz. "De volgende vraag is wat er gebeurt met CENP-A-methylering in kankercellen, en wanneer CENP-A tot overexpressie wordt gebracht, in welke mate drijft het de genomische instabiliteit bij kankers aan?"