Молекулы когезина контролируют правильное распределение ДНК в ходе клеточного деления. Специалисты из научно-исследовательского института молекулярной патологии (НИИМП) в Венне в настоящее время могут доказать концепцию контрольной функции когезина путём визуализации превращений данного комплекса.

Когезин и его функция была открыта лабораторией Кима Насмита (Kim Nasmyth) – научно-исследовательский институт молекулярной патологии – в 1997 году. Заключения, к которым тогда пришли учёные на основе своих наблюдений, были неожиданными.

Кольцеобразная форма молекулы, как предполагалось, необходима для поддержания вместе двух формирующихся нитей ДНК (здорово напоминает то, как действует эластичная резинка) до определённого момента, когда наступает разделение. Только затем кольцеобразная структура раскрывается – две копии хромосом, в которых записана генетическая информация, высвобождаются.

В последующие годы данный механизм был подтверждён. Кроме того были открыты важные функции когезина. Например,

была показана значимость комплекса для репарации повреждений ДНК и для структуры хроматина. Однако действие когезина самого по себе увидеть не удавалось. В живой клетке открытие кольца – чрезвычайно быстрый процесс. С помощью современных методов визуализации невозможно получить изображение его протекания.

Пим Хуис инт Велд (Pim Huis in 't Veld, аспирантка лаборатории директора НИИМП – Жана-Майкла Петерса [Jan-Michael Peters]) нашла способ непрямой визуализации когезина в тот момент, когда комплекс открывается, отпуская ДНК.

В его рамках проводится инфекция культивируемых овариальных клеток из организма гусениц бакуловирусами: она позволяет получить необходимые белки.

Путём использования мутаций Пим Хуис инт Велд удалось зафиксировать когезин в открытой форме на необходимое время. А после в дело включился трансмиссионный электронный микроскоп, обеспечивший необходимое увеличение (72 000 раз).

В результате специалисты получили изображения открытой формы когезина. На них видны крошечные структуры с двумя нитеподобными дужками, соединёнными молекулярной петлёй. Наиболее подходящий пример, который приходит на ум, – пара зрелых вишен. Для специалистов, работающих в области структурной биологии и цитологии, подтверждение данного механизма действия – важный шаг на пути к пониманию деталей клеточного деления.

Исследование функции когезина может принести пользу и для лечения людей.

По словам Жана-Майкла Петерса,

ряд опухолей ассоциирован с мутациями в когезиновых генах, среди данных опухолей находятся те, что выявляются при лейкемии и раке мочевого пузыря.

Ошибки при клеточном делении, вызванные неправильной работой когезина, могут так же приводить к хромосомальным аберрациям, например к трисомии по 21-й паре хромосом (генетическое отклонение, при котором развивается синдром Дауна). С нарушением функции когезина связывают снижение фертильности у женщин и спонтанные выкидыши.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах журнала Science.