Новая работа Уорикского университета показывает, как микроскопическая «железнодорожная» система в наших клетках может оптимизировать свою структуру, чтобы лучше соответствовать потребностям тела.
Работа проводилась профессором Робертом Кроссом, директором центра механохимической клеточной биологии в Медицинской школе Уорика и руководителем лаборатории Кросса.
Его команда из Медицинской школы Уорика изучала, как внутри клеток строятся «железнодорожные пути» из микротрубочек. Почти каждая клетка нашего тела содержит «железнодорожную» сеть, систему крошечных дорожек, называемых микротрубочками, которые связывают важные пункты назначения внутри клетки. Команда профессора Кросса обнаружила, что система микротрубочек внутри клеток может регулировать свою стабильность в зависимости от того, используется она или нет.
Профессор Кросс сказал: «Микротрубочки клеточной железной дороги почти невообразимо малы - всего 25 нанометров в поперечнике (нанометр - это миллионная доля миллиметра). Железная дорога так же важна для хорошо управляемой клетки, как и полноразмерная железная дорога - в хорошо управляемой стране. Для ячеек и для стран проблема во многом одна и та же - как лучше управлять железной дорогой?»
"Представьте, если бы рельсы настоящей железной дороги могли спросить себя: "Полезен ли я?" Чтобы выяснить это, они проверяли, как часто по ним проезжал паровоз.
Оказывается, железнодорожные пути микротрубочек внутри клеток могут делать именно это - они проверяют, контактируют ли они с крошечными железнодорожными двигателями (называемые кинезинами). Если они есть, то они стабильно остаются на месте. Если их нет, они разбираются сами. Мы думаем, что это позволяет перерабатывать секции рельсов микротрубочек для создания новых и более полезных рельсов в других частях клетки».
В статье «Кинезин расширяет и стабилизирует решетку GDP-микротрубочек», опубликованной (12 марта 2018 г.) в журнале Nature Nanotechnology, показано, что, когда кинезиновые железнодорожные двигатели контактируют с рельсами микротрубочек, они тонко изменяют свою структуру, производя очень небольшое удлинение, стабилизирующее рельс.
Используя изготовленный на заказ микроскоп Warwick Open Source Microscope, исследователи из Центра системной биологии Уорика и Института математики Уорикского университета обнаружили увеличение длины микротрубочек, прикрепленных к кинезинам, на 1,6%. с 200-кратным увеличением срока их службы.
Показывая, как микротрубочки стабилизируются и дестабилизируются, команда надеется пролить новый свет на работу ряда заболеваний человека (например, болезни Альцгеймера), которые связаны с аномалиями в функции микротрубочек. Они также надеются, что их работа может в конечном итоге привести к улучшению терапии рака, потому что железная дорога так важна (например, для деления клеток), поскольку ее микротрубочки являются ключевой мишенью для лекарств от рака, таких как таксол. То, как именно таксол стабилизирует микротрубочки в клетках, остается малоизученным.
Профессор Кросс добавил: «Наша новая работа показывает, что кинезиновые железнодорожные двигатели стабилизируют микротрубочки таксолоподобным способом. путь к улучшенным методам лечения».
Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам через Учебный центр докторантуры системной биологии Уорикского университета; и Wellcome Trust.