MEĐUNARODNI tim istraživača, koji uključuje i tim Ive Tolić s Instituta Ruđer Bošković, otkrio je da se neki kromosomi češće pogrešno dijele od drugih, a njihovo je istraživanje iznimno važno za razumijevanje staničnih procesa tijekom nastanka raka.

Rezultati istraživanja objavljeni su u jednom od najprestižnijih znanstvenih časopisa Nature, u radu pod naslovom "Nuclear chromosome locations dictate segregation error frequencies", priopćio je Institut Ruđer Bošković (IRB).

Dioba stanica temeljni je proces kod svih oblika života, koji se u većini slučajeva provodi ujednačeno i bez greške. Međutim, pogreška u diobi kromosoma može dovesti do nastanka raka i drugih genskih poremećaja, napominju iz IRB-a. Te se pogreške intenzivno istražuju u laboratorijima diljem svijeta, a pitanje jesu li svi kromosomi jednako podložni pogrešnoj podjeli tijekom diobe stanice jedno je od gorućih.

Neki se kromosomi češće pogrešno dijele

Međunarodni multidisciplinarni tim istraživača iz četiri nizozemska laboratorija te šestero znanstvenika iz laboratorija prof. dr. sc. Ive Tolić s IRB-a otkrio je da se određeni kromosomi češće pogrešno dijele od drugih te da to ovisi o njihovu položaju unutar stanične jezgre, a rezultati njihova istraživanja iznimno su važni za razumijevanje staničnih procesa tijekom nastanka raka.

Prije nego što se stanica podijeli, kromosomi se udvostruče, a za vrijeme diobe, za koju je odgovorno diobeno vreteno, podijele se na dva jednaka dijela tako da svaka stanica kći dobije 46 kromosoma.

No, ponekad u podjeli kromosoma može doći do pogreške pa ih jedna stanica kći dobije previše, a druga premalo. Tumorske stanice često imaju pogrešan broj kromosoma. Primjerice, u stanicama raka debelog crijeva često nalazimo višak kromosoma broj 7 i 13 te manjak kromosoma broj 18, što je povezano s nastajanjem metastaza.

Pogreškama skloniji kromosomi na periferiji stanične jezgre

Nizozemski tim pod vodstvom prof. Geerta Kopsa pokazao je da su kromosomi koji se nalaze na periferiji stanične jezgre skloniji pogreškama, dok je hrvatski tim pod vodstvom prof. Ive Tolić otkrio da uzrok tome leži u položaju kromosoma s obzirom na diobeno vreteno.

Rezultati tima prof. Tolić ključni su za razumijevanje veze između položaja kromosoma u stanici i vjerojatnosti njihove pogrešne podjele, s posljedicama na evoluciju tumorskog genoma i specifičnih kromosomskih anomalija tijekom razvoja.

Naime, da bi se pravilno podijelili, kromosomi najprije moraju doći na ekvator diobenog vretena, koje možemo zamisliti kao minijaturnu zemaljsku kuglu. IRB-ov tim postavio je tezu da će kromosomi koji se tijekom sastavljanja diobenog vretena nađu iza polova vretena najteže doći do njegova ekvatora, što bi moglo dovesti do njihove krive podjele.

Snimali pojedinačne kromosome tijekom diobe stanica

Kako bi dokazali tu tezu, doktorandice Isabella Koprivec i Valentina Štimac, doktorand Patrik Risteski, studentica Snježana Kodba i poslijedoktorand Kruno Vukušić snimali su pojedinačne kromosome tijekom diobe ljudskih stanica, kako zdravih tako i stanica raka, mikroskopom visoke prostorne i vremenske razlučivosti.

Tako su prvi put izmjerili kretanja svakog pojedinačnog kromosoma i njegovu podjelu te otkrili da kromosomima koji se na početku stanične diobe nalaze iza polova vretena treba najviše vremena da stignu do ekvatora jer ne samo što moraju prijeći najduži put nego se posebno dugo zadržavaju u blizini polova.

To dovodi do njihova kašnjenja u dolasku na ekvator, kada su ostali kromosomi tamo već lijepo poredani, a zatim i do pogreške u podjeli jer ne stignu uspostaviti pravilne veze s mikrotubulima koji ih na kraju diobe povlače u stanice kćeri.

Istraživanje u laboratoriju prof. Tolić potpomognuto je financiranjem u sklopu projekta Europskoga istraživačkog vijeća (ERC) Synergy Grant, koji vodi prof. Tolić u suradnji s prof. Nenadom Pavinom s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu i prof. Geertom Kopsom iz Utrechta te kolegama s MIT-a u Bostonu s ciljem otkrivanja molekularnih uzroka pogrešaka u podjeli kromosoma te kako bi se one u budućnosti mogle predvidjeti, spriječiti ili popraviti.

Istraživački rad doktorandica Isabelle Koprivec i Valentine Štimac financira Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ) u sklopu projekta na temu dinamike nastanka diobenog vretena, koji se odvija u suradnji s prof. Marinom Barišićem iz Kopenhagena.