Чтобы принять форму, двигаться и размножаться, клеткам необходимы внутренние леса, состоящие из тонких нитей, известных как микротрубочки. Прежде чем клетка сможет использовать микротрубочки для этих и других важных функций, она должна сначала организовать их в тщательно продуманные пучки, которые станут основой для трехмерных форм.
Новая работа под руководством ученого из Рокфеллеровского университета дает представление о том, как клетки выравнивают свои микротрубочки, чтобы связать их. Исследование, опубликованное 6 октября в журнале Cell, описывает, как два белка работают вместе, чтобы направлять рост новой микротрубочки вдоль существующей.
Микротрубочки представляют собой высокодинамичные структуры, которые быстро собираются и разбираются. Каждый состоит из строительных блоков, соединенных вместе, как цепочка маленьких магнитных шариков, и так же, как магниты имеют полюса, эти строительные блоки имеют «плюс» и «минус» концы. Рост происходит в положительном конце, где добавляются новые блоки. Когда это происходит, новые микротрубочки расходятся из общего центра, распространяясь во всех направлениях по мере их удлинения.
Каким-то образом клетка переплетает растущие микротрубочки, объединяя их в сгруппированные пучки, которые тянутся в общих направлениях. До сих пор было неясно, как происходит этот процесс.
Группа исследователей во главе с Алипашей Вазири, адъюнкт-профессором и главой Рокфеллеровской лаборатории нейротехнологии и биофизики, обнаружила, что молекулярный двигатель под названием кинезин-14 помогает направлять формирование новой микротрубочки вдоль существующий, и таким образом направляет формирование пучков.
Необычная способность этого белка двигаться в обоих направлениях вдоль нити делает это возможным. «Он предпочитает двигаться к отрицательному концу, но малейшее усилие может заставить его изменить направление и двигаться к положительному концу», - говорит Вазири, который в то время работал в Научно-исследовательском институте молекулярной патологии в Вене. было проведено исследование.
Его команда обнаружила, что с точки зрения минус-конца существующей микротрубочки кинезин-14 присоединяется ко второму белку, который связан с плюс-концом растущей микротрубочки. Это взаимодействие отталкивает кинезин-14 назад, побуждая его направлять рост новой микротрубочки параллельно со старой.
Команда показала, что широкий спектр клеток животных использует этот механизм. «Хотя мы сделали наши первоначальные наблюдения на дрожжах, мы смогли показать то же самое явление для клеток человека и мухи. Это означает, что это общий механизм, сохраняющийся на протяжении всей эволюции», - говорит Вазири.