Znanstvenici IRB-a otkrili mehanizam koji sprječava pogreške u raspodjeli kromosoma

Znanstvenici s Instituta Ruđer Bošković otkrili su mehanizam kojim stanica ispravlja rizične pogreške u raspodjeli kromosoma tijekom diobe, što pruža novo objašnjenje genetske stabilnosti i pomaže razumjeti zašto su tumorske stanice sklonije takvim nepravilnostima.

U najnovijem istraživanju, objavljenom u znanstvenom časopisu Nature Communications, tim molekularnih biologa s IRB-a pokazao je kako stanica ispravlja jednu od najrizičnijih situacija tijekom podjele, onu u kojoj kromosom na početku diobe završi iza pola diobenog aparata, na mjestu s kojeg ga je teže pravilno usmjeriti.

Stanica u misiji spašavanja reorganizira cijeli sustav

Kad se jedna stanica dijeli na dvije nove, mora vrlo precizno raspodijeliti svoje kromosome, nosače genetskih uputa. U većini slučajeva taj se proces odvija uredno, no ponekad se neki kromosom nađe na posebno nepovoljnom mjestu, i to iza pola diobenog aparata, u svojevrsnom "slijepom kutu", pojasnio je u priopćenju IRB.

Tim profesorice Ive Tolić pokazao je da stanica za takve situacije ima mehanizam spašavanja. Ključ nije samo u tome može li stanica uhvatiti problematični kromosom, nego i u tome može li na vrijeme reorganizirati cijeli diobeni aparat.

- Da bi se kromosom izvukao iz tog 'slijepog kuta', diobeni se aparat mora dovoljno izdužiti i time mu otvoriti put prema pravilnoj podjeli, objašnjava Tolić.

- Kako se polovi diobenog vretena međusobno udaljavaju, vlakna povezana s problematičnim kromosomom mijenjaju svoj položaj i izvlače ga iz zone najvećeg rizika. Tek kada se kromosom pomakne u povoljniji dio diobenog aparata, stanica ga može sigurnije usmjeriti prema pravilnoj raspodjeli, objašnjava prva autorica na radu Isabella Koprivec.

To pokazuje da preciznost stanične diobe ne ovisi samo o početnom rasporedu, nego i o sposobnosti stanice da tijekom diobe reagira na problem i reorganizira vlastitu unutarnju strukturu.

- Ovo saznanje je važno jer pokazuje da pogreška nije nužno u samom kromosomu, nego i u tome koliko se dobro stanica može reorganizirati u pravom trenutku. U nekim tumorskim stanicama taj je proces manje učinkovit, pa kromosomi dulje ostaju na mjestima na kojima su skloniji pogreškama, kaže Valentina Štimac, koja je također prva autorica na radu.

Važan korak u razumijevanju pogrešaka koje prate tumorske stanice

Do ovih su zaključaka znanstvenici došli kombinacijom više naprednih metoda promatranja stanica. Diobu su pratili uživo, u stvarnom vremenu, a koristili su i mikroskope visoke razlučivosti kako bi proučili detalje struktura koje upravljaju kretanjem kromosoma.

Mehanizam su najprije razjasnili u modelnim ljudskim stanicama, a zatim provjerili u više tumorskih staničnih linija. Pokazalo se da se isti problem javlja i ondje, ali i da njegovo rješavanje može biti sporije kada se diobeni aparat ne izdužuje dovoljno učinkovito.

Znanstvenici su ciljano mijenjali djelovanje proteina koji utječu na izduživanje diobenog aparata. Kada je izduživanje bilo slabije, kromosomi su se sporije izvlačili iz rizične pozicije, a kada je bilo jače, taj je proces bio brži.

Otkriće je važno jer nudi novo objašnjenje kako stanica pokušava spriječiti pogreške u raspodjeli kromosoma, koje su važan izvor genetske nestabilnosti, česte u tumorskim stanicama, ističe IRB.

- Stanična dioba mora biti iznimno precizna, a ovaj rad pokazuje koliko je ta preciznost zapravo dinamična. Stanica stalno prati situaciju i prilagođava se, čak i kada stvari na početku ne krenu idealno, zaključuje Tolić.

U istraživanju su sudjelovale spomenute autorice te Kruno Vukušić, Mario Đura i Petra Mikec.

Istraživanje je u cijelosti provedeno na Institutu Ruđer Bošković, a financirano je potporom Hrvatske zaklade za znanost, projektom Europskog istraživačkog vijeća te drugim programima, uz važnu podršku infrastrukture Sveučilišnog računskog centra - SRCE.