Химико-генетическая система для быстрого ингибирования фосфатазы PP2A-B56 показала роль этой фосфатазы на метафазных кинетохорах

Химико-генетические системы для ингибирования подразумевают генетическую модификацию клетки, которая делает возможным определенное химическое ингибирование, неосуществимое в обычных клетках. Так, например, можно модифицировать АТФ-связывающий карман циклин-зависимой киназы, отвечающей за вход в митоз (CDK1). Затем, специальным ингибитором можно заблокировать CDK1, и клетки накопятся в фазе G2, а при удалении ингибитора они синхронно выйдут в митоз (Gibcus, Samejima et al, 2018), намного синхроннее, чем с обычным ингибированием CDK1.

С фосфатазами другая проблема – у них много регуляторных изоформ, и обычными ингибиторами их нельзя ингибировать по-отдельности. Уже был описан пептид, способный ингибировать фосфатазу PP2A с регуляторной субъединицей B56, играющую роль в митозе, однако было бы хорошо ингибировать эту фосфатазу только на определенных стадиях митоза, а экспрессия этого пептида занимает часы. Ученые под руководством Адриана Саурина создали модифицированную систему, в которой пептид взаимодействовал с фосфатазой только при воздействии рапамицина или его аналогов.

Первая версия пептида исследователей, взятая из предыдущих статей, имела очень высокую аффинность к фосфатазе, и как следствие, был эффект на фосфопротеом даже без присутствия рапамицина. Поэтому в этой лаборатории сделали другую версию пептида с меньшей аффинностью – и как следствие с меньшим эффектом на фосфопротеом без рапамицина.

В метафазе PP2A локализуется на кинетохоры, где и изучили ее роль. В соответствии с предыдущими данными, она противостояла фосфорилированию канонических киназ митоза – Авроры A/B, Mps1 и Plk1. Удалось сделать и эксперимент, где PP2A-B56 ингибировали в митозе и изучили последствия на микроскопии – некоторые микротрубочки отделялись от хромосом.

Получается, нужный уровень дефосфорилирования фосфатазой PP2A-B56 в метафазе нужен, чтобы микротрубочки правильно прикреплялись к кинетохорам. Разработка новых химико-генетических систем будет необходима, чтобы манипулировать активностью ферментов в течение минут и изучать их на очень точных отрезках клеточного цикла (Allan et al, 2025).