Interdyscyplinarne badania po raz pierwszy pomagają ujawnić przebieg ruchu włókien komórkiCzas czytania: 2 min

Przemysław Maksymowicz

2020-09-20
Interdyscyplinarne badania po raz pierwszy pomagają ujawnić przebieg ruchu włókien komórki<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">2</span> min </span>

Mikrotubule są głównym składnikiem cytoszkieletu, te silnie wydłużone kompleksy „rurek” o średnicy 20–27 nm odpowiadają w głównej mierze za transport organelli oraz białek, a także za przemieszczanie się, zachowanie kształtu i podział komórki. Większość mikrotubuli ma pochodzenie centrosomalne (przy jądrze), niektóre podzbiory pochodzą jednak od kompleksu Golgiego (aparat Golgiego). Jest to złożona struktura wewnątrz komórki, która przetwarza i transportuje białka oraz lipidy. Dotychczasowe badania ujawniały, że w przeciwieństwie do mikrotubuli centrosomalnych, promieniujących we wszystkich kierunkach, te pochodzące z aparatu Golgiego były ułożone w kierunku przedniej krawędzi migrujących komórek. Naukowcy, chcąc dokonać rozróżnienia funkcji odkrytego zestawu mikrotubuli, ograniczyli ilość tworzących je białek CLASP w migrujących komórkach nabłonka warstwy barwnikowej siatkówki. Dzięki temu mogli zaobserwować fragmentaryczną degenerację struktury kompleksu Golgiego występującego normalnie w kształcie pofałdowanej wstążki1.

Zespół badaczy z Uniwersytetu Vanderbilt zademonstrował, w jaki sposób mikrotubule poruszają się w procesie nieustannej biomechanicznej przebudowy nazywanej mechanizmem bieżni (ang. treadmilling). Komórka ulega polimeryzacji mikrotubuli poprzez dodawanie kolejnych cząsteczek tubuiny lub depolimeryzacji poprzez ich odrywanie. Zrozumienie procesu, w jaki sposób włókna te zużywają energię, rozciągając nieustannie wnętrze komórki lub kurcząc się na poszczególnych jej końcach, może przyczynić się do dalszego postępu wiedzy medycznej. Najnowszy artykuł badaczy opublikowany w czasopiśmie „PNAS” opisuje zbiorowe działanie białek XMAP215, EB1, CLASP2 i MCAK umożliwiających ukierunkowaną przebudowę rusztowania komórki. Za pomocą zaawansowanej mikroskopii Marija Zanic wraz z zespołem badawczym dokonali analizy mikrotubuli poza komórką z dala od ukierunkowujących je białek. W takim układzie poprzez dodawanie różnych białek i odczynników mogli nadzorować dynamikę przebudowy mikrotubuli oraz porównać zmiany procesu w wyniku modelowania komputerowego. Jak się okazało, połączenie tubuliny z czterema innymi białkami sprzyja temu samemu rodzajowi kierowania, jakie występuje naturalnie w komórkach. Jak zapewniają, same mikrotubule poruszały się powolnym ruchem w przeciwnym kierunku, niż obserwujemy w komórkach, jednak po dodaniu określonych białek udało się już zaobserwować cały mechanizm. Interdyscyplinarny projekt z pogranicza biofizyki i biologii molekularnej został dofinansowany przez liczne granty naukowe oraz instytucje związane z rozwojem zdrowia, a lepszy wgląd w ukierunkowanie dynamiki komórki umożliwi opracowanie metod leczenia zapobiegających chorobom degenerującym cytoszkielet, takim jak rak2.

Przemysław Maksymowicz

 

Źródło zdjęcia: Wikimedia Commons

Ostatnia aktualizacja strony: 20.09.2020

Przypisy

  1. Por. P.M. Miller et al., Golgi-derived CLASP-dependent Microtubules Control Golgi Organization and Polarized Trafficking in Motile Cells, „Nature Cell Biology” 2009, Vol. 11, No. 9, s. 1069–1080.
  2. Por. G. Arpağ et al., Collective effects of XMAP215, EB1, CLASP2, and MCAK Lead to Robust Microtubule Treadmilling, „Proceedings of the National Academy of Sciences” 2020, Vol. 117 No. 23, s. 12847–12855 [dostęp 15 IX 2020].

Literatura:

Dodaj komentarz



Najnowsze wpisy

Najczęściej oglądane wpisy

Wybrane tagi