Sci Simple

New Science Research Articles Everyday

# Biologia # Biologia Celular

Um Olhar Mais Próximo sobre Aurora-B e SETD6: Jogadores Chave na Divisão Celular

Descubra como SETD6 e Aurora-B trabalham juntos pra garantir que a divisão celular aconteça de forma certa.

Michal Feldman, Anand Chopra, Dikla Nachmias, Kyle K. Biggar, Daniel Sevilla, Natalie Elia, Dan Levy

― 7 min ler


Aurora-B e SETD6: Dupla Aurora-B e SETD6: Dupla da Divisão Celular ligadas ao câncer. Proteínas chave na divisão celular
Índice

A Divisão Celular é tipo uma dança bem coreografada, onde cada parceiro precisa conhecer os passos pra não tropeçar no outro. Esse processo é crucial pros organismos crescerem, repararem os tecidos e se reproduzirem. Quando essa dança dá errado, pode trazer problemas sérios, incluindo câncer. Um dos principais jogadores nessa dança é uma proteína chamada Aurora-B, que atua como um árbitro, garantindo que tudo aconteça direitinho.

O Papel da Aurora-B na Divisão Celular

Aurora-B faz parte de uma família de proteínas conhecidas como quinases. Essas proteínas ajudam a controlar várias etapas da divisão celular. Imagine a Aurora-B como o gerente de palco que garante que os atores (cromossomos) estejam no lugar certo na hora certa. Se rolar algum problema, tipo os cromossomos não se separando corretamente, a Aurora-B pode intervir pra atrasar as coisas e permitir correções.

Durante a reta final da divisão celular, a Aurora-B confere se há algum problema que possa causar complicações. Se detectar cromossomos desalinhados, pode sinalizar pra célula atrasar a separação em duas novas células. Esse mecanismo de prevenção protege a célula de acabar com um número incorreto de cromossomos, que pode levar a doenças como o câncer.

Metilação: Uma Modificação Química que Importa

No mundo das proteínas, há várias modificações que podem afetar a função delas. Uma dessas modificações é chamada de metilação, que envolve adicionar um pequeno grupo químico (um grupo metila) a partes específicas de uma proteína. Esse processo pode mudar como uma proteína se comporta, incluindo sua atividade e capacidade de interagir com outras proteínas.

No caso da Aurora-B, a metilação acontece em locais específicos da proteína. Tem uma metiltransferase, chamada SETD6, que é responsável por adicionar esses grupos metila à Aurora-B. Pense na SETD6 como uma maquiadora que dá os toques finais na Aurora-B, garantindo que ela fique boa e funcione bem durante a divisão celular.

O Impacto da SETD6 na Aurora-B e na Divisão Celular

Quando a SETD6 está presente, ela adiciona grupos metila às lisinas, que são blocos especiais na Aurora-B. Essa modificação é crucial pra Aurora-B conseguir fazer seu trabalho direitinho. Se a SETD6 estiver ausente, a Aurora-B pode não conseguir fazer seu trabalho bem, levando a problemas na divisão celular.

Pesquisadores descobriram que células sem a SETD6 apresentavam um comportamento incomum durante o processo de divisão. Por exemplo, notaram que as células tinham dificuldade em se separar corretamente, e algumas até acabaram com múltiplos núcleos em vez de apenas um ou dois filhotes. Isso é parecido com uma apresentação teatral onde muitos atores decidem subir no palco ao mesmo tempo. Viram uma bagunça!

Instabilidade Cromossômica: O Mau Resultado de uma Dança Mal Sucedida

Quando a divisão celular dá errado, um grande problema que pode surgir é chamado de Instabilidade Cromossômica (CIN). Isso se refere a erros no número ou na estrutura dos cromossomos em uma célula. A CIN pode fazer com que as células ajam de forma imprevisível, o que é péssimo pra saúde, já que está associada à progressão do câncer e resistência ao tratamento.

Tanto a SETD6 quanto a Aurora-B são críticas pra garantir que as células mantenham a disposição correta dos cromossomos. Se não estiverem funcionado bem—por falta de metilação ou outros fatores—pode levar a células instáveis que têm mais chances de se tornarem cancerosas.

Observações e Experimentos

Em vários experimentos, os pesquisadores testaram o papel da SETD6 e o impacto da metilação na Aurora-B. Usaram células HeLa, um tipo de célula humana frequentemente usada em estudos de laboratório. Os pesquisadores removeram a SETD6 dessas células e observaram que um número significativo delas não conseguiu concluir o processo de divisão corretamente.

Notaram um aumento em pontes de cromatina—basicamente, faixas de DNA que não estavam separadas corretamente. Essas pontes podem causar problemas durante a divisão, como uma cortina embaraçada no palco que impede os performers de se moverem livremente.

A Dança das Proteínas: Como Elas Trabalham Juntas

A Aurora-B não trabalha sozinha; ela interage com outras proteínas durante a divisão celular pra ajudar a evitar problemas. Por exemplo, MKLP1 e CHMP4C são duas proteínas que desempenham papéis nas etapas finais da divisão. Elas dependem da Aurora-B pra sinalizar quando devem agir.

Quando os pesquisadores analisaram como essas outras proteínas interagiam com a Aurora-B, descobriram que se a Aurora-B não estivesse devidamente metilada por falta de SETD6, não conseguia recrutar esses parceiros efetivamente. É como um diretor que não consegue chamar seus atores para o palco—nada pode acontecer!

Teste de Estresse: O Que Acontece com o Estresse de Replicação

As células podem enfrentar desafios que criam estresse de replicação durante o processo de cópia do DNA, como quando estão sob muita carga de trabalho ou enfrentando danos no DNA. Os pesquisadores queriam ver como esse estresse afetava o desempenho da SETD6 e da Aurora-B.

Quando expuseram as células ao estresse de replicação, as células controle com SETD6 conseguiam ainda gerenciar sua divisão e atrasar a separação corretamente quando necessário. Em contrapartida, as células deficientes em SETD6 tiveram dificuldades. Muitas delas falharam em manter o controle adequado, resultando em um aumento de células multinucleadas.

Essa situação destaca a importância da SETD6 em ajudar a Aurora-B a permanecer funcional—mesmo em circunstâncias estressantes. Sem apoio adequado, os resultados podem ser desastrosos pra saúde geral das células.

O Lugar da Metilação Importa

Pra entender onde a SETD6 atua na Aurora-B, os pesquisadores exploraram locais específicos de metilação. Descobriram duas áreas-chave—lisinas 194 e 195—onde a metilação acontece. Quando esses locais foram alterados, a capacidade da Aurora-B de funcionar diminuiu significativamente.

Os experimentos mostraram que com essas modificações, a Aurora-B não conseguia atuar de forma otimizada, o que se relacionava à sua capacidade de gerenciar a estabilidade cromossômica durante a divisão. Se esses locais não forem devidamente metilados, é como se o gerente de palco não tivesse todas as pistas certas à disposição.

Técnicas de Visualização em Pesquisa

Pra observar esses processos, os pesquisadores usaram técnicas avançadas de imagem. Eles utilizaram diversos métodos de microscopia pra visualizar estruturas celulares com precisão, o que permitiu ver níveis de metilação e interações de proteínas. Isso incluía tingir células com corantes específicos que marcam diferentes proteínas, possibilitando uma visão colorida da paisagem celular.

Essa atenção aos detalhes na visualização ajudou a ilustrar não só onde as proteínas estão localizadas, mas também como se comportam durante a divisão celular. Pra os cientistas, isso é como assistir a uma reprise em câmera lenta de uma dança pra entender onde as coisas podem ter dado errado.

Conclusão e Implicações para a Terapia do Câncer

As descobertas desses estudos enfatizam a importância da metilação na divisão celular. A metilação pela SETD6 é crucial pro desempenho da Aurora-B durante as etapas finais da mitose. Quando a metilação é interrompida, as consequências podem levar à instabilidade cromossômica, que é uma característica de muitos cânceres.

Ao entender como a Aurora-B é regulada e os efeitos da metilação, os pesquisadores podem descobrir possíveis alvos terapêuticos pra tratamento do câncer. Desenvolver medicamentos que possam influenciar a atividade da SETD6 ou imitar suas ações de metilação pode ser uma nova forma de ajudar a manter a estabilidade cromossômica adequada nas células.

Enquanto a dança da divisão celular é complexa, com muitas proteínas trabalhando juntas, cada parte é essencial pra manter a apresentação em andamento. Quando a coreografia sai do caminho, os resultados podem ser sérios. É um lembrete de que mesmo no mundo microscópico, um pouco de coordenação faz toda a diferença!

Fonte original

Título: AuroraB-kinase methylation by SETD6 regulates cytokinesis and protects cells from chromosomal instability

Resumo: SETD6 is a non-histone lysine methylatransferase, previously shown to participate in several housekeeping signaling pathways such as the NFkB pathway, Wnt signaling pathway, mitosis and more. In the current study we show evidence that SETD6 methylation is involved in the regulation of cytokinesis - the final process that divides cell contents into two daughter cells. SETD6 depleted HeLa cells presented high levels of chromatin bridges and actin patches, which are commonly observed following chromosomal segregation errors. In a proteomic screen we identified Aurora-B as a novel SETD6 substrate. Aurora-B kinase is an essential regulator of cytokinesis, known to actively delay cytokinesis as a response to the presence of chromatin in the midzone. We found that SETD6 binds and methylates Aurora-B on two adjacent lysine residues. Upon replication stress, Aurora-B methylation by SETD6 increases but is abolished when the two lysine methylation targets are substituted. In addition, replication stress led to a high tendency of SETD6 depleted cells to multinucleate, a major chromosomal-instability (CIN) phenotype. We detected a significant reduction in the Aurora-B kinase activity during cytokinesis in SETD6 knockout cells upon replication stress, which could be the mechanism underlying the accumulation of CIN phenotypes in these cells. CIN is a hallmark of cancer and is associated with tumor cell malignancy. Our findings suggest that Aurora-B methylation by SETD6 carries meaningful implications on tumorigenic cellular pathways.

Autores: Michal Feldman, Anand Chopra, Dikla Nachmias, Kyle K. Biggar, Daniel Sevilla, Natalie Elia, Dan Levy

Última atualização: 2024-12-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.22.629973

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.22.629973.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes