Каждая из наших клеток хранит свой геном в ядре — квинтэссенции субклеточной структуры, которая отличает эукариотические клетки от бактерий. Когда клетки животных делятся, они разбирают свое ядро, высвобождая отдельные хромосомы для надлежащего разделения дочерних клеток. В конце деления клетки дочерние клетки собирают единое ядро вокруг полного набора хромосом.
Формирование единого ядра имеет решающее значение для поддержания целостности генома. Отдельные хромосомы, упакованные в отдельные небольшие ядра, склонны к массивному повреждению ДНК, что приводит к мутациям, а также к перестройке и потере хромосом.
Раковые клетки часто содержат небольшие множественные ядра, которые могут приводить к нарушению генома, а также к прогрессированию заболевания. Тем не менее, как клетки упаковывают свой геном в одно ядро, оставалось загадкой.
Генетический скрининг на микроядраЛаборатория Герлиха в IMBA решила эту проблему путем скрининга генов, необходимых для сборки одного ядра в человеческих клетках. Они обнаружили «фактор барьера для аутоинтеграции» (BAF), многофункциональный белок, который связывает ДНК, а также многие белки. Без BAF в конце клеточного деления клетки образовывали фрагментированные ядра.
Было уже известно, что BAF связывает ДНК со специфическими белками ядерной мембраны. Неожиданно лаборатория Герлиха обнаружила, что сборка ядра не требует ассоциации BAF с белками ядерной мембраны. Вместо этого они обнаружили, что способность BAF связывать и связывать удаленные участки ДНК важна для формирования единого ядра.
Плотная сеть BAF-ДНК формирует единое ядроКак ассоциация BAF с ДНК регулирует образование ядра? Авторы обнаружили, что BAF образует компактную и механически жесткую сеть с ДНК. Это создало связную поверхностную сетку вокруг набора хромосом, непроницаемую для ядерных мембран.
Этот барьер не позволяет мембранам по отдельности оборачивать отдельные хромосомы и, следовательно, направляет образование одного ядра.Работа, опубликованная в текущем выпуске Cell, отвечает на фундаментальный вопрос биологии и раскрывает совершенно неожиданную функцию BAF. «Наши результаты предполагают совершенно новую роль кросс-мостика ДНК, выходящую за рамки геномных функций, таких как регулирование экспрессии генов и рекомбинация, путем формирования границ и механических каркасов субклеточных компартментов.
Мы рады дальнейшему раскрытию молекулярных механизмов, которые формируют митотические хромосомы и контролируют их взаимодействия с другими клеточными компонентами », — говорит Герлих.