Wanneer een cel zich deelt, normaal gesproken is het resultaat twee identieke dochtercellen. In sommige gevallen echter, celdeling leidt tot twee cellen met verschillende eigenschappen. Dit is de zogenaamde asymmetrische celdeling en speelt een belangrijke rol in de embryonale ontwikkeling en de zelf-vernieuwing van stamcellen.
Onderzoekers van het European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hebben nu uitgewerkt het onderliggende mechanisme van asymmetrische celdeling in de nematode wormen. De studie, die gepubliceerd wordt in het huidige nummer van Cell, blijkt dat interacties tussen de mitotische spindel en de cel cortex zijn cruciaal voor asymmetrische verdeling.
Al snel nadat de eicel is bevrucht, de zich ontwikkelende embryo van de nematode worm Caenorhabditis elegans ondergaat zijn eerste celdeling. De divisie geeft aanleiding tot een grotere cel aan het voorste einde van het embryo, waar het hoofd zal ontwikkelen, en een kleinere cel aan het achterste einde. Voor deze asymmetrische verdeling plaatsvinden, de mitotische spindel, het apparaat dat een cel chromosomen scheidt, moet niet centraal, maar naar de achterkant van het ei worden geplaatst. De cellulaire structuren die ervoor zorgen dat de as wordt op de juiste plaats zijn eiwit filamenten genoemd microtubuli. Ze zijn dynamische structuren, die voortdurend groeien en krimpen door het toevoegen van aan-of uittrekken individuele bouwstenen.
"Vlak voor de celdeling van de mitotische spindel beweegt naar de achterkant van de cel, terwijl oscillerende op en neer", zegt Fran'ois n'd'lec, groepsleider bij EMBL. "We wilden weten van de mechanismen van deze beweging en de eigenschappen ervan te ontdekken."
n'd'lec en zijn groep in combinatie met computersimulaties microscopie studies om experimenteel testen van de voorspellingen gedaan over het gedrag van microtubuli. Deze aanpak bleek dat de interactie van de microtubuli het vormen van de mitotische spindel en de cel cortex, een structuur langs de cel net onder de plasmamembraan, waarschijnlijk brengt over de juiste positionering van de as naar de achterkant van de cel. De microtubuli groeien tot ze de grenzen van de cel en raak de cortex. Bij contact met de cortex, de filamenten onmiddellijk beginnen te krimpen.