Utrzymywanie dynamiki ruchu wewnątrz komórki
Naukowcy z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) odkryli nowe szczegóły dotyczące sposobu poruszania się cząsteczek wewnątrz komórek. W komórkach cząsteczki są transportowane tam gdzie są konieczne wzdłuż szlaków z filamentów nazywanych mikrotubulami. System jest dynamiczny - mikrotubule łączą się i rosną, jeżeli są potrzebne, a kiedy nie są wykorzystywane kurczą się. Jednak pomimo swojego tymczasowego charakteru szlaki te muszą być stabilne, kiedy są używane. Badanie prowadzone przez EMBL koncentrowało się właśnie na sposobie utrzymania tej stabilności. Poza transportowaniem cząsteczek mikrotubule spełniają szereg funkcji, do których należy określanie kształtu komórek oraz segregowanie chromosomów podczas podziału komórki. Mikrotubule zbudowane są z białek nazywanych tubulinami. Tubuliny formują pojedynczą linię tworzącą protofilamenty, które z kolei łączą się, aby stworzyć warstwę tubulin układającą się w kształt mikrotubuli. Badacze odkryli, że w drożdżach na ostatnim etapie procesu decydujące znaczenie ma białko nazywane Mal3p; kiedy warstwa tubulin zwija się w rurkę, cząsteczki Mal3p wiążą się w regularnych odstępach wzdłuż powstającego szwu, zamykając w ten sposób rurkę i umacniając miejsce, które w przeciwnym razie stanowiłoby najsłabszy punkt. Według badaczy bez Mal3p mikrotubule są niestabilne i łatwo ulegają rozpadowi, natomiast w obecności białka łączą się w długie filamenty. Naukowcy uważają, że Mal3p może być głównym regulatorem zachowania mikrotubul, umożliwiając szybkie przejścia od wzrostu do kurczenia się tych struktur, co jest konieczne do szybkiego i sprawnego transportu cząsteczek w komórkach. - Po raz pierwszy udało nam się zidentyfikować białko, które konkretnie wiąże się ze szwem mikrotubul - mówi Andreas Hoenger, jeden z autorów pracy. - Do tej pory funkcja szwu nie była znana i była w dużej mierze ignorowana jako dziwna i nieistotna część struktury mikrotubul. Nasze eksperymenty wskazują teraz, że jest to centralne miejsce, w którym może być regulowana stabilność mikrotubul - dodaje. Jednak w opinii naukowców poza stabilizowaniem systemu szlaków komórkowych Mal3p może również pełnić funkcję "dodatkowego pasa" zapewniającego alternatywny szlak dla cząsteczek. - Białka motoryczne poruszają się wzdłuż mikrotubul dzięki bezpośredniej interakcji z tubulinami. Transportują ładunek podobnie jak ciężarówki poruszające się po autostradzie - wyjaśnia Damian Brenner, szef zespołu w EMBL. - Linia Mal3p wzdłuż szwu potencjalnie tworzy alternatywny szlak na filamencie, wzdłuż którego może poruszać się specjalne białko motoryczne, co przypomina budowę torów kolejowych wzdłuż autostrady. Ten podwójny system sprawia, że transport jest bardziej zróżnicowany i wydajny -uzupełnia. Białko Mal3p występuje w podobnej postaci w wielu gatunkach, a mutacje w jego ludzkim odpowiedniku są łączone z chorobami zwyrodnieniowymi układu nerwowego.