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Les moteurs Moléculaires coopèrent en cargaison cellulaire mobile

Les Chercheurs utilisant une technique d'imagerie extrêmement rapide et précise ont jeté la lumière sur les mouvements minuscules des moteurs moléculaires qui font la navette le matériau dans les cellules vivantes. Les moteurs coopèrent à une chorégraphie fragile des phases, plutôt que s'engageant dans le conflit de force brutale beaucoup de scientifiques avaient imaginé.

« Nous avons découvert que deux moteurs moléculaires -- dynein et kinesin -- ne concurrencez pas pour le contrôle, quoiqu'ils veuillent déménager la même cargaison dans les sens inverses, » a dit Paul Selvin, un professeur de la physique à l'Université de l'Illinois au l'Urbana-Champagne et à l'auteur correspondant d'un papier pour apparaître en la Science de tourillon, en tant qu'élément du Site Web Exprès de la Science, le 7 avril. « Nous avons également constaté que les moteurs multiples peuvent fonctionner en concert, produisant plus de 10 fois la vitesse de différents moteurs mesurés en dehors de la cellule. »

Dynein et kinesin sont des moteurs biomoléculaires qui remorquent la cargaison d'une part d'une cellule à l'autre. Dynein déménage le matériau de la membrane cellulaire au noyau ; le kinesin déménage le matériau du noyau de cellules à la membrane cellulaire. Les peu de tambours de chalut de cargaison accomplissent leur tâche par la progression le long des microtubules appelés de filaments.

Pour mesurer un tel mouvement minuscule, Selvin et collègues chez l'Illinois ont développé une technique Fluorescence Imaging appelée avec Une Exactitude de Nanomètre. La technique peut localiser une teinture fluorescente à moins 1,5 nanomètres (un nanomètre est des milliardième d'un compteur, ou environ 10.000 temps plus petit que la largeur des cheveux). Les améliorations Récentes à FIONA permettent maintenant à des scientifiques de trouver le mouvement avec la résolution temporelle de milliseconde.

L'équipe de Selvin avait l'habitude FIONA pour cheminer les cellules particulièrement cultivées fluorescent étiquetées de mouche à fruit d'intérieur de peroxisomes (les organelles qui décomposent des substances toxiques). C'était la première fois que la technique d'imagerie avait été utilisée à l'intérieur d'une cellule vivante.

« Nos mesures prouvent que le dynein et le kinesin transportent les peroxisomes d'une mode pas à pas, déménageant environ 8 nanomètres selon la phase, » ont dit Selvin, qui est également un chercheur au Laboratoire de Recherche de Matériaux de Frederick Seitz sur le campus de l'Illinois.

« Puisque nous voyons une taille de phase assez constante, nous ne croyons pas qu'un conflit se produit, » Selvin a dit. « Si le dynein combattait le kinesin, nous compterions voir beaucoup de plus petites phases aussi bien. »

Les chercheurs ont également noté que des mouvements plus rapides se sont produits avec la même taille de phase, mais avec une rapidité plus grande. Une Fois mesuré en dehors de la cellule, le kinesin a déménagé environ 0,5 microns par seconde. À L'intérieur de la cellule, la vitesse a grimpé jusqu'à 12 microns par seconde.

« Il doit y a un mécanisme qui permet aux peroxisomes de déménager par les moteurs multiples beaucoup plus rapidement qu'indépendants, les kinesins désaccouplés et des dyneins, » Selvin a dit. « Il s'avère que des moteurs sont d'une certaine manière réglés, étant tourné mise en marche/arrêt d'une mode qui les empêche de frotter simultanément le peroxisome. »

À l'avenir, Selvin veut combiner FIONA et une technique optique de déroutement pour surveiller la vitesse et sens d'un peroxisome, et de la force agissant sur lui.

« En mesurant la force que nous pouvons déterminer combien de moteurs moléculaires fonctionnent ensemble, » Selvin a dit. « Ceci nous aidera davantage à comprendre ces petites machines merveilleuses. »

http://www.uiuc.edu/