2) мутациями в генах киназ кинетохоров (+)
3) мутациями в гене геминина
4) мутациями в гене PRb
Нарушение расхождения хромосом в митозе наиболее непосредственно связано с дефектами киназ кинетохора, участвующих в формировании и контроле прикрепления микротрубочек веретена деления к центромерам. К этой группе относятся, в частности, MPS1/TTK, BUB1 и Aurora B. Они обеспечивают работу контрольной точки веретена деления, распознают неправильные или односторонние контакты кинетохор с микротрубочками и препятствуют вступлению клетки в анафазу до завершения корректной биполярной ориентации хромосом.
При мутациях соответствующих генов нарушаются фосфорилирование белков кинетохора, коррекция ошибочных прикреплений и передача сигнала о незавершённом формировании веретена. Это может приводить к преждевременному началу анафазы, нерасхождению сестринских хроматид, появлению отстающих хромосом, мостов, микроядер и дочерних клеток с анеуплоидией. Таким образом, именно мутации киназ кинетохора являются наиболее обоснованным ответом для дефекта митотической сегрегации.
| Фактор | Основная функция | Последствие нарушения | Связь с митотической сегрегацией |
|---|---|---|---|
| MPS1/TTK | Активация контрольной точки веретена деления и стабилизация сигнала о неправильном прикреплении кинетохора | Снижение контроля перехода метафаза–анафаза | Преждевременная анафаза, нерасхождение хромосом, анеуплоидия |
| BUB1 | Фосфорилирование белков кинетохора и участие в сборке комплекса контрольной точки | Нарушение распознавания дефектных контактов с микротрубочками | Ошибочная ориентация хромосом и образование дочерних клеток с различным числом хромосом |
| Aurora B | Коррекция неправильных прикреплений микротрубочек к кинетохорам и контроль натяжения между сестринскими хроматидами | Сохранение монотелических, синтелических или меротелических прикреплений | Отстающие хромосомы, хромосомные мосты и микроядра |
| Убиквитинирование и деградация циклина B | Комплекс APC/C–CDC20 запускает переход к анафазе за счёт деградации циклина B | Задержка выхода из митоза или нарушение времени его завершения | Регулирует начало анафазы, но не является первичным механизмом дефекта кинетохорного прикрепления |
| Геминин | Ингибирует Cdt1 и препятствует повторному лицензированию репликации ДНК в одном клеточном цикле | При дефиците возможно повторное удвоение ДНК и нарушение плоидности | Преимущественно дефект контроля репликации, а не непосредственной сегрегации в митозе |
| pRb, белок RB1 | Контроль перехода G1/S через связывание факторов семейства E2F | Дерегуляция входа в S-фазу и пролиферации | Может способствовать геномной нестабильности, но не представляет прямой дефект кинетохорного контроля |
Клеточным признаком нарушения функции кинетохорных киназ служит повышенная частота анеуплоидных метафаз и анафаз с отстающими хромосомами или мостами. Для подтверждения последствий применяют кариотипирование, FISH, сравнительную геномную гибридизацию или секвенирование соответствующих генов; на уровне клеточного цикла оценивают митотический индекс и состояние контрольной точки веретена. Дефекты циклина B, геминина и pRb затрагивают главным образом регуляцию выхода из митоза, репликацию ДНК и переход G1/S соответственно. Поэтому наиболее точное соответствие нарушению сегрегации хромосом дают мутации генов киназ кинетохора.