Peneliti di Institut Ruđer Bošković di Zagreb melaporkan bahwa protein CENP-E memainkan peran krusial dalam menstabilkan keterikatan awal antara kromosom dan mikrotubulus selama pembelahan sel, daripada terutama bertindak sebagai motor yang menarik kromosom ke tempatnya. Pekerjaan ini, yang dijelaskan dalam dua studi di Nature Communications, merevisi model lama kongresi kromosom dengan menghubungkan fungsi CENP-E dengan kinase Aurora dan menyarankan implikasi untuk memahami penyakit yang ditandai dengan kesalahan segregasi kromosom.
Pembelahan sel memerlukan penjajaran kromosom yang presisi sehingga setiap sel anak menerima salinan akurat dari materi genetik. Kesalahan dalam proses ini dapat menyebabkan infertilitas, gangguan perkembangan, dan kanker, hubungan yang banyak didokumentasikan dalam penelitian biologi sel.
Selama hampir dua dekade, model dominan menyatakan bahwa CENP-E, protein motor kinetokor, mengangkut kromosom yang salah jajar ke pusat husel sel terutama dengan menggesernya di sepanjang mikrotubulus. Pekerjaan terbaru oleh tim yang dipimpin oleh Dr. Kruno Vukušić dan Profesor Iva M. Tolić di Institut Ruđer Bošković menantang pandangan ini.
Dalam salah satu makalah Nature Communications baru, penulis melaporkan bahwa CENP-E esensial untuk memulai kongresi kromosom dengan mempromosikan dan menstabilkan keterikatan end-on antara kinetokor dan mikrotubulus, terutama untuk kromosom yang dimulai dekat kutub husel. Setelah keterikatan stabil ini terbentuk dan biorientasi ditetapkan, pergerakan selanjutnya kromosom menuju ekuator husel berlangsung dengan dinamika serupa terlepas dari aktivitas CENP-E, menurut studi tersebut.
Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa kinase Aurora A dan Aurora B bertindak sebagai inhibitor langkah inisiasi ini ketika CENP-E absen atau tidak aktif, sebagian dengan mendorong hiperfosforilasi protein pengikat mikrotubulus dan mempertahankan korona berserat yang diperluas di kinetokor. CENP-E melawan fosforilasi yang dimediasi Aurora B secara bergantung BubR1, membantu menstabilkan keterikatan end-on awal dan memicu transisi dari pengikatan lateral ke end-on.
Artikel Nature Communications pendamping dari kelompok yang sama memperluas gambaran ini dengan mengusulkan lingkaran umpan balik antara sentrosom dan kinetokor di mana aktivitas Aurora A dekat kutub husel meningkatkan Aurora B di kinetokor, sehingga membatasi awal kongresi ketika CENP-E tidak berfungsi. Menghilangkan sentriol atau menghambat Aurora A merelaksasi rem ini dan dapat mengizinkan kongresi dimulai bahkan tanpa CENP-E aktif, menurut penulis.
Secara keseluruhan, studi menunjukkan bahwa kongresi kromosom terbentang dalam setidaknya dua fase biomekanik: fase inisiasi yang sangat bergantung pada kemampuan CENP-E menstabilkan keterikatan end-on di hadapan aktivitas kinase Aurora, dan fase pergerakan selanjutnya yang didominasi oleh geometri husel dan dinamika mikrotubulus daripada transportasi yang didorong CENP-E.
Temuan ini merevisi deskripsi berfokus gaya yang muncul dalam model buku teks mitosis, menggantinya dengan kerangka regulasi di mana CENP-E, kinase Aurora, BubR1, dan komponen kinetokor lainnya mengoordinasikan waktu dan lokasi keterikatan mikrotubulus stabil. Menurut ringkasan dari Institut Ruđer Bošković, dengan menjelaskan bagaimana regulator molekuler ini bekerja sama, pekerjaan ini membantu menjelaskan bagaimana sel mempertahankan fidelitas tinggi selama pembelahan dan dapat memberi informasi untuk penelitian masa depan tentang kanker dan kondisi lain di mana segregasi kromosom sering terganggu.
Kedua studi dilakukan di Institut Ruđer Bošković dan didukung oleh hibah Dewan Penelitian Eropa dan pendanaan nasional Kroasia, serta bergantung pada pencitraan sel hidup canggih dan analisis komputasional untuk melacak perilaku kromosom dan pensinyalan molekuler selama mitosis.
