Podział komórki z uszkodzonymi chromosomami
Podczas mitozy długa, cienka, zwinięta nić DNA nazywana chromatyną zagęszcza się i wyodrębniają się z niej pary odpowiadających sobie chromosomów (składających się z dwóch siostrzanych chromatyd). W płaszczyźnie równikowej komórki do centromerów chromosomów przyłączane są mikrotubule wrzeciona podziałowego i chromatydy są odciągane w stronę przeciwnych biegunów komórki. Komórka jest następnie dzielona na dwie, genetycznie identyczne komórki potomne. W modelu muszki owocowej (larwy muszki Drosophila), u której indukowano powstawanie chromosomów acentrycznych (bez centromerów), chromosomy nadal wiązały się do wrzeciona podziałowego i następowała ich segregacja w kierunku biegunów komórki, a przeżycie osobników dorosłych nie było utrudnione. Jednakże pogorszenie funkcjonowania białek BubR1 i Polo utrudniało wiązanie chromosomów do wrzeciona, ich segregację i przeżycie zwierzęcia. Naukowcy badali te mechanizmy komórkowe w ramach finansowanego przez UE projektu BROCHROMITO ("Mitosis with broken chromosomes"). Naukowcy sklonowali skróconą wersję genu BubR1 i zidentyfikowali cztery domeny u Drosophila, które później badali w muszkach transgenicznych. Uzyskano ważne informacje dotyczące udziału tych domen w wiązaniu DNA. Naukowcy badali dwa typy naprawczych stanów pośrednich w obrębie komórki i wykazali, że w zastosowanym modelu ma miejsce rekombinacja homologiczna z udziałem Mus309 (homolog helikazy RecQ). Przełomowym odkryciem jest nowy szlak przekazywania sygnału pomiędzy chromatyną i układem tworzącym bruzdę podziałową komórki. Wydłużenie komórki jest odpowiedzią adaptacyjną na trwające usuwanie długich ramion chromatyd z płaszczyzny przewężenia. Długość ramion chromatyd chromosomów acentrycznych jest przejściowo zwiększona podczas mitozy, co stwarza ryzyko odcięcia ich podczas tworzenia się zwężenia podziałowego cytozolu w ostatnim etapie mitozy. Naukowcy wykazali, że ma miejsce jednoczesne wydłużenie cytozolu (przy udziale czynnika wymiany nukleotydu guaniny Rho), co zapobiega nieprawidłowej liczbie chromosomów w komórkach potomnych: aneuploidalności. W badaniu BROCHROMITO odkryto dwa nowe szlaki sygnałowe, które zapobiegają aneuploidalności w komórkach potomnych zastosowanego modelu muszki Drosophila. Jeden pomaga w wiązaniu do wrzeciona podziałowego mimo brakującego centromeru a drugi wydłuża cytozol podczas tworzenia się przewężenia, uwzględniając opóźnienie w ruchu długich ramion chromatyd. Wyniki badania mogą mieć ogromne znaczenie dla rozwoju genetyki i medycyny, zwłaszcza w opracowywaniu nowych metod leczenia nowotworów, jako że aneuploidalność przyczynia się do powstawania guzów.
