Por empalação cromossomos individuais com agulhas de vidro 1000 o diâmetro de um cabelo humano, a Duke University estudante testou sua "rigidez" um ao outro durante a divisão celular. Sua misteriosa habilidade cirúrgica ter acrescentado um pedaço do quebra-cabeça grande e complexo de como uma célula se divide em dois - um processo fundamental para todos os organismos.
Na edição de 14 de dezembro de 2004, da revista Current Biology, Leocadia Paliulis e Bruce Nicklas relatam seus progressos na compreensão de como os pares de cromossomos em cada célula consegue equilibrar a sua adesão a um outro e sua liberação durante a divisão celular. Seu trabalho foi patrocinado pelo National Institutes of Health. Cromossomos são as estruturas de fibra minúscula na célula que a casa de seus genes. Eles replicam e separados no processo de divisão celular.
A gestão requintado de propriedades de adesão entre os cromossomos recém-dividida, chamado cromátides, é fundamental para que as células são para dividir adequadamente. Neste processo cromátides são atraídos para além de pólos separados da célula em divisão de modo que cada nova "filha" célula contém uma única cópia de cada um. O mesmo processo básico opera na divisão celular normal, chamado mitose, bem como a proliferação de esperma e óvulos chamado meiose.
"Os cromossomos na mitose e meiose tem que ser realizada em conjunto, porque senão eles não dão ao aparelho chamado de eixo que distribui-los para pólos opostos", explicou Nicklas, que é professor de Pesquisa de Biologia. "Se eles são mantidos juntos, então uma cromátide replicado pode anexar a um pólo e outro para o pólo oposto. Mas se eles não são mantidos juntos, que atribuem de forma independente, e muitas vezes ambos os cromatídeos irmã pode ir para o mesmo pólo, em vez de para pólos opostos. Isso cria desequilíbrios cromossomo que pode levar ao câncer ou anormalidades cromossômicas que causam defeitos de nascimento. "
De acordo com Nicklas, soube-se que as duas cromátides irmãs aderidos uns aos outros e liberado no momento apropriado durante a divisão celular. No entanto, esse entendimento foi baseado em experimentos bioquímicos que revelou quando a "cola" proteína chamada cohesin que mantém cromátides foi degradado durante a divisão celular. Além disso, estudos microscópicos mostraram que parecia haver duas cromátides se separam durante um estágio inicial de divisão celular, então acreditava-se que eles tinham separado um do outro naquele momento.
"O que não havia sido feito era tentar separar cromátides diretamente determinar se eles, de fato, são mantidos juntos ou não", disse Nicklas. "Então, Leocadia estabelecidos usar micromanipulação de distinguir entre separação visível e separação física."
Para estudar a adesão de cromátides, Paliulis domina a arte de manipular alta duas agulhas de vidro infinitesimal para empalar cada uma das duas cromátides irmãs em células cultivadas gafanhoto no momento apropriado na divisão celular. Então, ela nunca iria tão gentilmente aplicar a força para separá-los. Após a liberação, se permanecessem separados revelou que eles estavam separados, mas se agarrou novamente juntos os pesquisadores soubessem o cromátides ainda estavam ligados. Paliulis era um estudante de graduação Duke quando ela realizou os experimentos, mas agora é um pós-doutorado na University of North Carolina em Chapel Hill
Paliulis habilidade na tarefa foi extraordinária, disse Nicklas. "Antes de todas as agulhas são invisíveis na célula, então você tem que movê-los continuamente para trás e para detectar a sua posição, como eles perturbam as estruturas ao seu redor. Além disso, o aparelho de micromanipulação é arranjado de tal forma que sua visão é através da base da célula, e as agulhas estão vindo para baixo através de uma camada de óleo cobrindo a célula para preservá-la.