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La dinamica molecolare della corretta divisione cellulare

Il processo che porta alla copia esatta del materiale genetico della cellula originale in una nuova cellula è un fenomeno fondamentale e stupefacente. L’elemento principale di questo meccanismo è il cinetocoro, un complesso proteico.
La dinamica molecolare della corretta divisione cellulare
L’adesione dei cromosomi ai microtubuli del fuso è un processo strettamente regolato e un errore nella segregazione dei cromosomi porta all’insorgenza di malattie genetiche. Il ciclo cellulare prosegue solo dopo che l’adesione è stata completata correttamente. Durante questo meccanismo si verifica un momento di arresto, in cui viene eseguita una verifica che tutto sia in ordine attraverso il checkpoint della struttura del fuso (Spindle assembly checkpoint, SAC). Il cinetocoro, deputato a collegare i cromosomi ai microtubuli, è anche la piattaforma di segnalazione del SAC. I meccanismi molecolari e la dinamica di formazione del segnale di attesa nel ciclo cellulare, uno dei più importanti delle funzioni cellulari, tuttavia, sono ancora poco chiari.

Il progetto KT-MT INTERFACE (Molecular organization of the kinetochore-microtubule interface) ha approfondito l’architettura e le funzioni dei cinetocori, ricostituendo a questo scopo particelle di cinetocori da proteine purificate. Applicando una metodologia di ricostituzione, gli scienziati hanno mappato l’architettura del cinetocoro e hanno studiato il suo comportamento legante dei microtubuli e la cooperazione delle loro proteine leganti.

Uno degli aspetti più affascinanti del ciclo cellulare è il segnale di “attesa” che viene generato dal SAC. Il SAC arresta il ciclo cellulare finché tutti i cromosomi non sono biorientati, accelerando la formazione del complesso del checkpoint mitotico (MCC). L’MCC appena formato inibisce l’APC/C (complesso promotore dell’anafase-ciclosoma), impedendone la progressione all’anafasi.

Poiché quasi tutte le proteine SAC si trovano nel cinetocoro, si è postulato che quest’ultimo possa regolare la velocità con cui si forma l’MCC e di conseguenza anche la forza del segnale di “attesa”. Il team del progetto è riuscito a ricostruire le dinamiche di formazione del complesso MCC e a misurare la catalisi di assemblaggio e disassemblaggio. Le successive dissezioni molecolari hanno fatto luce sul meccanismo di questa fondamentale regolazione mitotica.

La ricerca condotta dal team KT-MT INTERFACE ha ricostruito oltre 20 particelle sub-unitarie di cinetocori ricombinanti che possono legare i microtubuli e ha identificato le dinamiche di formazione dell’MCC, fornendo informazioni preziose sulla struttura e la funzione di segnalazione dei cinetocori.

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Keywords

Divisione cellulare, cinetocoro, microtubuli, checkpoint della struttura del fuso, complesso del checkpoint mitotico