Роль Эндоплазматического Ретикулема

Anderson, D. J. & Hetzer, M. W. Nuclear envelope formation by chromatin-mediated reorganization of the endoplasmic reticulum. Nature Cell Biol. 9 Sep 2007 (doi: 10.1038/ncb1636) Article
Lowe, M. & Barr, F. A. Inheritance and biogenesis of organelles in the secretory pathway. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 8, 429–439 (2007) Article Рисунки к статье	Во время каждого клеточного деления клеток животных, ядерная оболочка (ЯО) разбирается перед началом митоза и затем снова собирается вокруг разошедшихся хромосом. Как ЯО реформируется из цитозольных фрагментов ЯО или из endoplasmic reticulum (ER) было неясно. Anderson and Hetzer показали, что ЯО происходит из ER, и они предложили механизм сборки ЯО , базирующийся на белок-ДНК взаимодействиях. Фракционированные цитозоль и мембраны из яиц Xenopus laevis могут в точности воспроизвести сборку ЯО. Используя эту систему, ранее было показано, что формирование ЯО может быть блокировано с помощью ингибитора слияния мембран GTPγS или за счет присутствия неспособной к гидролизу ATФ (ATPγS), это указывает на то, что повторная сборка ЯО может обеспечиваться за счет активного слияния фрагментов ЯО. Однако, Anderson and Hetzer показали, что воздействие GTPγS или ATPγS после того, как ER был реорганизован, не влияет на формирование ЯО (ER оказывается фрагментированным во время процесса фрагментации). Следовательно, сборка ЯО нуждается в интактном ER скорее, чем в слиянии пузырьков или в потреблении АТФ. Что же инициирует повторную сборку ЯО? Авт. наблюдали, что ER тубулы быстро осуществляют контакты с хроматином, который оказывается иммобилизованным на предметном стекле. Контакты были чувствительны к протеазам, указывая тем самым, что соединения обеспечиваются белками; т.к. сборка ЯО происходит эффективно, когда используется голая ДНК, то эти белки скорее всего находятся в ER и непосредственно соединяются с ДНК. Характеристики этих ER белков неизвестны, но во время митотических разрывов ЯО , мембранные белки ЯО оказываются диспергированными по всему ER. Т.к. многие ЯО мембранные белки могут соединяться с ДНК, то вполне возможно, что ER-DNA соединение обеспечивается с помощью этих белков, после концентрации их в месте повторной сборки ЯО. После инициации формируются ER-ДНК контакты, постепенно образуется ЯО из ER. Т.к. образование ЯО происходит в присутствии ингибиторов слияния мембран, то авт. полагают, что этот процесс отражает тенденцию ER тубул (tubules) превращаться в листки; несоединенные ER тубулы могут скользить вдоль иммобилизованных тубул, которые приводят их к хроматину. Стабилизируемые с помощью новых ДНК-связывающих взаимодействий, эти тубулы распластываются над хроматином, формируя ЯО . Когда тубулы уплощаются, то небольшие полости появляются на границах соседних листков мембраны, это могут быть места, в которые вставляются комплексы ядерных пор. Как только ЯО запечатывается герметически, она подвергается экспансии ER-зависимым способом. Авт. полагают, что ER является основным источником мембраны ЯО и что с помощью использования взаимодействий ДНК-белок и способности динамического изменения формы ER, сборка ЯО неожиданно происходит без необходимости в АТФ и переносе пузырьков.

Во время каждого клеточного деления клеток животных, ядерная оболочка (ЯО) разбирается перед началом митоза и затем снова собирается вокруг разошедшихся хромосом. Как ЯО реформируется из цитозольных фрагментов ЯО или из endoplasmic reticulum (ER) было неясно. Anderson and Hetzer показали, что ЯО происходит из ER, и они предложили механизм сборки ЯО , базирующийся на белок-ДНК взаимодействиях.

Фракционированные цитозоль и мембраны из яиц Xenopus laevis могут в точности воспроизвести сборку ЯО. Используя эту систему, ранее было показано, что формирование ЯО может быть блокировано с помощью ингибитора слияния мембран GTPγS или за счет присутствия неспособной к гидролизу ATФ (ATPγS), это указывает на то, что повторная сборка ЯО может обеспечиваться за счет активного слияния фрагментов ЯО. Однако, Anderson and Hetzer показали, что воздействие GTPγS или ATPγS после того, как ER был реорганизован, не влияет на формирование ЯО (ER оказывается фрагментированным во время процесса фрагментации). Следовательно, сборка ЯО нуждается в интактном ER скорее, чем в слиянии пузырьков или в потреблении АТФ.

Что же инициирует повторную сборку ЯО? Авт. наблюдали, что ER тубулы быстро осуществляют контакты с хроматином, который оказывается иммобилизованным на предметном стекле. Контакты были чувствительны к протеазам, указывая тем самым, что соединения обеспечиваются белками; т.к. сборка ЯО происходит эффективно, когда используется голая ДНК, то эти белки скорее всего находятся в ER и непосредственно соединяются с ДНК. Характеристики этих ER белков неизвестны, но во время митотических разрывов ЯО , мембранные белки ЯО оказываются диспергированными по всему ER. Т.к. многие ЯО мембранные белки могут соединяться с ДНК, то вполне возможно, что ER-DNA соединение обеспечивается с помощью этих белков, после концентрации их в месте повторной сборки ЯО.

После инициации формируются ER-ДНК контакты, постепенно образуется ЯО из ER. Т.к. образование ЯО происходит в присутствии ингибиторов слияния мембран, то авт. полагают, что этот процесс отражает тенденцию ER тубул (tubules) превращаться в листки; несоединенные ER тубулы могут скользить вдоль иммобилизованных тубул, которые приводят их к хроматину. Стабилизируемые с помощью новых ДНК-связывающих взаимодействий, эти тубулы распластываются над хроматином, формируя ЯО . Когда тубулы уплощаются, то небольшие полости появляются на границах соседних листков мембраны, это могут быть места, в которые вставляются комплексы ядерных пор. Как только ЯО запечатывается герметически, она подвергается экспансии ER-зависимым способом.

Авт. полагают, что ER является основным источником мембраны ЯО и что с помощью использования взаимодействий ДНК-белок и способности динамического изменения формы ER, сборка ЯО неожиданно происходит без необходимости в АТФ и переносе пузырьков.