Centromere forskning giver ny indsigt i mekanismerne bag kromosomsegregationsfejl

Forskere fra Hubrecht Instituttets Kops-gruppe har i samarbejde med forskere fra University of Edinburgh gjort en overraskende ny opdagelse i strukturen af ​​centromeren, en struktur der er involveret i at sikre, at kromosomerne adskilles korrekt, når en celle deler sig. Fejl i kromosomadskillelse kan føre til celledød og kræftudvikling.

Forskerne opdagede, at centromeren består af to underdomæner. Denne fundamentale opdagelse har vigtige implikationer for processen med kromosomsegregering og tilvejebringer nye mekanismer, der ligger til grund for fejlagtige opdelinger i cancerceller. Forskningen er publiceret i Cell .

Vores kroppe består af billioner af celler, hvoraf de fleste har en begrænset levetid og derfor skal formere sig for at erstatte de gamle. Denne reproduktionsproces omtales som celledeling eller mitose. Under mitose vil forældrecellen duplikere sine kromosomer for at videregive arvematerialet til dattercellerne. De resulterende identiske par af kromosomer, søsterkromatider, holdes sammen af ​​en struktur kaldet centromeren.

Søsterkromatiderne skal derefter deles jævnt over de to datterceller for at sikre, at hver dattercelle er en nøjagtig kopi af modercellen. Hvis der sker fejl under adskillelsen, vil den ene dattercelle have for mange kromosomer, mens den anden har for få. Dette kan føre til celledød eller kræftudvikling.

Centromerens rolle

Centromeren er en del af kromosomet, der spiller en afgørende rolle i kromosomadskillelsen under mitose. Processen med at dele søsterkromatiderne over cellerne styres af interaktionen mellem centromererne og strukturer kendt som spindelmikrotubuli. Disse spindelmikrotubuli er ansvarlige for at trække kromatiderne fra hinanden og dermed adskille de to søsterkromatider.

Carlos Sacristan Lopez, den første forfatter til denne undersøgelse, forklarer:"Hvis fastgørelsen af ​​centromeren til spindlens mikrotubuli ikke sker korrekt, fører det til kromosomadskillelsesfejl, som ofte observeres i cancer."

Forståelse af centromerens struktur kan bidrage til mere indsigt i centromerens funktion og dens rolle i fejlagtig kromosomadskillelse.

En overraskende opdagelse

For at undersøge centromerstrukturen brugte forskerne en kombination af billeddannelse og sekventeringsteknikker. Superopløsningsmikroskopi-billeddannelsen fandt sted på Hubrecht Institute, mens gruppen af ​​Bill Earnshaw udførte sekventeringen. Dette samarbejde førte til en overraskende ny opdagelse i centromerstrukturen. Tidligere antaget at bestå af en kompakt struktur, der er knyttet til flere spindelmikrotubuli, blev det i stedet afsløret, at centromeren består af to underdomæner.

Sacristan Lopez forklarer:"Denne opdagelse var meget overraskende, da underdomæner binder mikrotubuli uafhængigt af hinanden. Men for at danne korrekte tilknytninger skal de forblive tæt forbundet. I kræftceller observerer vi dog ofte, at underdomæner afkobles, hvilket resulterer i fejlagtige tilknytninger og kromosomadskillelsesfejl."

Denne meget spændende og fundamentale opdagelse bidrager til vores forståelse af oprindelsen af ​​kromosomadskillelsesfejl, som ofte ses i cancer.

Flere oplysninger: Carlos Sacristan et al, hvirveldyrs centromerer i mitose er funktionelt todelte strukturer stabiliseret af cohesin, celle (2024). DOI:10.1016/j.cell.2024.04.014

Journaloplysninger: Celle

Leveret af Hubrecht Institute