Ученые раскрыли роль фермента Aurora A в формировании ядра при делении клеток

Каждый раз, когда эукариотическая клетка делится, перед ней стоит монументальная задача: она должна тщательно продублировать и разделить свой генетический материал (хромосомы) поровну, а затем заново построить ядерную оболочку вокруг разделенных половин. Если этот процесс нарушается, образующиеся ядра могут иметь неправильную форму или быть дезорганизованными — такие черты часто наблюдаются при раке и заболеваниях, связанных со старением.

Роль киназы Aurora A в правильной сегрегации хромосом и сборке ядра. Автор: Сачин Котак

Новое исследование ученых из Индийского научного института (IISc) и Университета Париж-Сакле раскрывает, как ключевой фермент под названием Aurora A помогает клеткам справляться с этой задачей. Результаты работы опубликованы в журнале The EMBO Journal.

В делящихся клетках структуры, называемые полюсами веретена (или центросомами), увеличиваются в размерах, чтобы создать микротрубочковые «пути», которые растаскивают хромосомы в разные стороны. После выполнения этой работы полюса веретена должны уменьшиться и разобраться, чтобы ядерная оболочка могла заново сформироваться вокруг разделенных хромосом.

Когда клетки выходят из митоза, полюса веретена разбираются. Почему эти структуры должны исчезнуть, каковы их материальные свойства и почему они важны — это неизвестно, — говорит Сачин Котак, доцент кафедры микробиологии и клеточной биологии (MCB) IISc и автор-корреспондент исследования.

Команда обнаружила, что Aurora A играет решающую роль в обеспечении того, чтобы полюса веретена растворялись в нужное время. Без этого фермента полюса остаются «липкими», из-за чего хромосомы изгибаются вокруг них неестественным образом, что приводит к деформированным ядрам.

Еще одним ключевым белком в этом процессе является NuMA, который необходим для организации полюсов веретена. В норме NuMA собирается на полюсах веретена во время митоза, а затем рассеивается по завершении деления клеток. Aurora A поддерживает NuMA в динамическом, жидкообразном состоянии, позволяя ему перемещаться внутрь и наружу полюсов веретена.

Исследовательская группа слева направо: Мадхумита Балакришнан, Двайпаян Чакрабарти, Вигнеш Олаккал (со-первые авторы статьи) и Сачин Котак. Автор: Праджвал Датта

Однако при ингибировании Aurora A белок NuMA затвердевает, переходя в более твердое состояние, и скапливается на полюсах. Используя передовые методы визуализации, команда показала, как опосредованное Aurora A фосфорилирование NuMA предотвращает его затвердевание на полюсах. Исследователи также определили конкретные области и аминокислоты в NuMA, которые управляют этим переходом между динамическим и твердым состояниями.

Эта работа показывает, что важно не только то, какие белки присутствуют, но и их материальное состояние — ведут ли они себя как жидкости или твердые тела, — поясняет Котак. — Aurora A обеспечивает плавное растворение полюсов веретена, позволяя геному быть правильно заключенным в новые ядра.

Основной трудностью в изучении Aurora A было то, что ее удаление на слишком ранней стадии останавливает митоз, что затрудняет исследование роли фермента на более поздних этапах.

Одна из крутых вещей, которые мы сделали в этой работе, — создали инструмент, позволяющий уничтожить Aurora A, когда клетки выходят из митоза, — говорит Котак.

Это позволило им показать, что более поздняя роль фермента в формировании ядер отличается от его хорошо известной ранней функции в сборке веретена.

Результаты исследования подчеркивают элегантную хореографию, задействованную в митозе, и открывают возможность нацеливания на эти белковые состояния для терапевтических применений.

Больше информации: Ashwathi Rajeevan et al, Aurora A regulates the material property of spindle poles to orchestrate nuclear organization at mitotic exit, The EMBO Journal (2025). DOI: 10.1038/s44318-025-00564-4

Источник: Indian Institute of Science