Skip to main content
European Commission logo print header

Force, Motion and Positioning of Microtubule Asters

Projektbeschreibung

Ein Stern ist geboren: Wie Mikrotubuli-Aster Kräfte ausüben, um sich zu bewegen und zu positionieren

Mikrotubuli, winzige hohle Röhren im Zytoplasma, spielen eine wesentliche Rolle bei der Positionierung des Zellkerns und der Ausrichtung der Spindel und sind damit für die Polarität, Teilung und Entwicklung der Zellen verantwortlich. Mikrotubuli-Aster sind Anordnungen von Mikrotubuli, die von den Zentrosomen ausstrahlen, den primären Zentren für die Organisation von Mikrotubuli in tierischen Zellen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt FORCASTER wird die Mechanismen untersuchen, mit denen Mikrotubuli-Aster Kräfte ausüben, um sich in vivo zu bewegen und zu positionieren. Diese Kräfte werden über extrem kleine Entfernungen und schnelle Zeitskalen durch Mikrotubuli-assoziierte Motoren von Stellen im Zytoplasma oder an der Zelloberfläche erzeugt. Mithilfe biophysikalischer In-vivo-Experimente wird das Team die Mikromechanik der Aster während der Entwicklung des Seeigels untersuchen.

Ziel

Cells must move and position internal components to perform their function. We here focus on the physical designs which allow microtubule (MT) asters to exert forces in order to move and position themselves in vivo. These are arrays of MTs radiating from the centrosome, which fill up large portions of cells. They orchestrate nuclear positioning and spindle orientation for polarity, division and development. Forces that move asters are generated at nanometer and second scales by MT-associated motors from sites in the cytoplasm or at the cell surface. How MTs and force-generators self-organize to control aster motion and position at millimeter and hour scales is not known. We will use a suit of biophysical experiments and models to address how aster micro-mechanics contribute to aster migration, centration, de-centration and orientation in a single in vivo system, using the early stages of Sea urchin development as a quantitative model.
We aim to: 1) Elucidate mechanisms that drive aster large-scale motion, using sperm aster migration after fertilization during which asters grow and move rapidly and persistently to the large-egg center. We will investigate how speeds and trajectories depend on boundary conditions and on the dynamic spatial organization of force-generators.
2) Implement magnetic-based subcellular force measurements of MT asters. We will use this to understand how single force-events are integrated at the scale of asters, how global forces may evolve will aster size, shape, in centration and de-centration processes, using various stages of development, and cell manipulation; and to compute aster friction.
3) Couple computational models and 3D imaging to understand and predict stereotyped division patterns driven by subsequent aster positioning and aster-pairs orientation in the early divisions of Sea urchin embryos and in other tissues.
This framework bridging multiple scales will bring unprecedented insights on the physics of living active matter.

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag
€ 2 199 310,00
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Frankreich

Auf der Karte ansehen

Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 2 199 310,00

Begünstigte (1)