Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

"Hail Mary" -mekanismen kan redde celler med alvorlig skadede kromosomer

Anonim

DNA som er livsviktig for livet til en celle, er pakket i kromosomer, og en rekke kontrollpunkter, reparasjonsmekanismer og andre cellulære beskyttelser eksisterer for å opprettholde integriteten til kromosomene under cellevekst og divisjon. Disse beskyttelsen kan imidlertid mislykkes, og en celle kan finne seg å forsøke å dele seg i to datterceller med et løs kromosomalt fragment som skyver bort fra et ødelagt kromosom.

annonse


William Sullivan kaller dette et "worst case scenario" for cellen. De potensielle konsekvensene inkluderer celledød eller en kreftcell som vokser ut av kontroll. Men Sullivan, professor i molekylær-, celle- og utviklingsbiologi ved UC Santa Cruz, har funnet ut at cellen fortsatt har et trekk opp i ermet for å redde det ødelagte kromosomet.

De nyeste funnene fra Sullivans laboratorium, publisert i 5. juni utgaven av Journal of Cell Biology, avslører nye aspekter av en bemerkelsesverdig mekanisme som bærer ødelagte kromosomer gjennom prosessen med celledeling, slik at de kan repareres og fungere normalt i dattercellene. Sullivan har studert denne prosessen i frukten Fly Drosophila melanogaster. Hans laboratorium har skapt en fluestrøm hvor brukket kromosomer er vanlige på grunn av uttrykket av et DNA-skjærende enzym.

"Vi har fluer der 80 prosent av cellene har dobbeltstrengspauser i DNA, og fluene er fine, " sa han. "Cellen har denne fantastiske mekanismen, som et Hail Mary-pass med tiden å løpe ut."

Mekanismen involverer opprettelsen av en DNA-tetting som virker som en livslinje for å holde det ødelagte fragment forbundet med kromosomet. Kraftige nye mikroskopi teknikker gjør det mulig for forskere å observere hele prosessen i levende celler, med lyse fluorescerende koder som fremhever kromosomene og andre cellulære komponenter.

Når en celle deler, dupliserer den sin kromosomer for å lage ett sett for hver av dattercellene. Membranen rundt kjernen, som holder kromosomene skilt fra resten av cellen, bryter ned. De to settene av kromosomer stiller seg opp og adskilles til motsatte sider av cellen, trukket fra hverandre med en struktur av mikrotubuli kalt spindelen. En ny atomkuvert danner rundt hvert sett med kromosomer, og nye cellemembraner separerer de to dattercellene.

Sullivans forskning har vist at kromosomfragmenter ikke adskiller seg med resten av kromosomene, men blir trukket inn senere like før den nydannende atommembranen lukkes. "DNA-tetten ser ut til å holde kjernekuvertet avsluttet, og deretter glir kromosomfragmentet rett inn i siste øyeblikk, " sa Sullivan.

Hvis denne mekanismen svikter, og kromosomfragmentet blir igjen utenfor kjernen, er konsekvensene dire. Fragmentet danner en "micronucleus" med sin egen membran og blir utsatt for omfattende omarrangeringer av dets genetiske materiale, som deretter kan reinkorporeres inn i kromosomer i løpet av den neste celledeling. Mikronukle og genetiske omorganiseringer er ofte sett i kreftceller.

"Vi vil forstå mekanismen som holder det som skjer, " sa Sullivan. "Vi identifiserer for tiden generene som er ansvarlige for å generere DNA-tetheren, som kan være lovende nye mål for neste generasjon kreftbehandling."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of California - Santa Cruz . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Travis Karg, Mary Williard Elting, Hannah Vicars, Sophie Dumont, William Sullivan. Kromokinesin Klp3a og mikrotubuli letter akentisk kromosomsegregasjon . Journal of Cell Biology, 2017; jcb.201604079 DOI: 10.1083 / jcb.201604079