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La levure du boulanger d'utilisation de chercheurs pour gagner l'analyse dans le procédé de séparation de chromosome

Chaque fois que une cellule se divise -- et il prend des millions de divisions cellulaires pour produire un corps humain entièrement développé d'une cellule fécondée unique -- ses chromosomes doivent exactement divvied entre les deux cellules de descendant. Chercheurs à l'institut de Stowers pour la recherche médicale utilisée, assez ironiquement, les saccharomyces cerevisiae unicellulaires d'organisme -- couramment connu comme levure du boulanger -- pour gagner l'analyse neuve dans le procédé par lequel des chromosomes sont matériel isolés pendant la division cellulaire.

Dans une étude publiée dans la question du 17 novembre 2011 de la génétique de PLoS, ils expliquent qu'une protéine connue sous le nom de Mps3 s'assure non seulement que les cellules ont deux fuselages fonctionnels de pôle d'axe, qui produisent de l'appareillage de fuseau achromatique que les aides séparent les chromosomes, mais également que les deux fuselages de pôle d'axe sont correctement ancrés dans la membrane nucléaire.

« Quand vous présentez la mitose, vous devez avoir des fuselages biaxiaux de pôle sur lesquels vous pouvez tirer les chromosomes. Si vous ne faites pas, la probabilité des erreurs dans la ségrégation de chromosome augmente exponentiellement, » explique Jaspersen, ajoutant cela, « même de petites erreurs peut mener aux anomalies congénitales, à l'instabilité génétique et au cancer. »

Normalement, les cellules ont seulement un fuselage unique de pôle d'axe, mais en vue de la division cellulaire, le fuselage de pôle d'axe doit se reproduire - juste comme le génome fait. « Nous connaissons un sort entier au sujet de la façon dont l'ADN se copie, mais nous ne connaissons pas beaucoup au sujet de la façon dont les fuselages de pôle d'axe se reproduisent, » dit Jaspersen.

À la différence des molécules d'ADN, qui servent de matrices à la production des copies identiques, le fuselage de pôle d'axe est une grande structure des protéines composée de protéines solubles et de soi-disant protéines intégrales de membrane, qui sont ancrées dans l'enveloppe nucléaire. Le procédé de duplication du fuselage solitaire de pôle d'axe commence quand les protéines solubles fusionnent sur l'enveloppe nucléaire suivie de leur mise en place dans la Bi-couche de lipide située à côté du fuselage originel de pôle d'axe. La mise en place exige probablement les protéines intégrales de membrane du fuselage et des résultats de pôle d'axe dans un deuxième fuselage fonctionnel de pôle d'axe.

Tandis que beaucoup de gènes sont connus pour être exigés pour la duplication de fuselage de pôle d'axe, les meilleurs étudiés sont peut-être la famille économisée des protéines de Sun-domaine. L'homologue de Sun-protéine en levure est Mps3, une composante intégrale de membrane du fuselage de pôle d'axe exigé pour des premières étapes dans le procédé de duplication.

Les « cellules avec peu ou pas de Mps3 fonctionnel ne divisent pas, et ont seulement un fuselage de pôle d'axe et moitié du fuseau achromatique, » explique Jaspersen. « Nous étions intéressés par la façon dont un fuselage de pôle d'axe obtient inséré dans l'enveloppe nucléaire, quelles modifications de cette double membrane de Bi-couche de lipide doivent se produire pour faciliter la mise en place, et ce qui est rôle de Mps3 en tout de ceci ? »

Pour comprendre mieux le fonctionnement de Mps3 dans la duplication de fuselage de pôle d'axe, l'équipe de Jaspersen, abouties par Co-première Jennifer Friederichs auteurs et Suman Ghosh, Ph.D., régions spécifiques mutées du gène Mps3 et alors exprimées les gènes mutés en levure. Pour la plupart des mutants, la mitose a semblé normale. Ce n'était pas le cas, cependant, avec un mutant nouveau particulier, MPS3-G186K, qui a un petit, mutation de « remarque » dans la soi-disant région de P-boucle.

Les chercheurs ensuite ont employé la microscopie électronique à haute résolution et les bornes variées, y compris ceux qui peut discerner uninserted et a inséré des fuselages de pôle d'axe. Ce qu'elles ont vu était que, bien que leur ADN ait été reproduit, les cellules exprimant ce mutant Mps3 particulier ont eu des défectuosités multiples de duplication, y compris bloquer la mise en place du fuselage de pôle d'axe dans l'enveloppe nucléaire.

Ce qui était la plupart de frappe, cependant, était que presque chaque cellule examinée a eu les membranes nucléaires qui étaient, essentiellement, envahi-avec deux à huit couches d'enveloppe nucléaire, et les lobes multiples et les extensions -- au lieu d'une structure sphérique simple. D'une manière primordiale, l'effet a semblé spécifique parce que les autres organelles basées sur membrane ont semblé normales.

« Nous n'avions jamais vu les noyaux qui ont ressemblé à celui, » indique Jaspersen. « Il a proposé que Mps3 ait réglé l'environnement de lipide de l'enveloppe nucléaire, et que peut-être qui était comment il mise en place réglée de fuselage de pôle d'axe, » indique Jaspersen.

Pour vérifier leur idée, les chercheurs ont exprimé le gène mutant de MPS3-G186K en collection de mutants de levure, recherchant ceux qui fixeraient la défectuosité nucléaire de membrane. Ils ont trouvé bien quelques uns, et-comme prévus -- deux ont eu des mutations en gènes qui règlent le teneur cellulaire de lipide. Quand ils ont traité des cellules avec de l'acide oléique (essentiellement saindoux), ou en augmentant légèrement la température d'accroissement -- fluidité vraisemblablement croissante de membrane, ils pouvaient supprimer les défectuosités.

« L'enveloppe nucléaire n'est pas simplement un lecteur passif mais vraisemblablement est activement transformée par Mps3 pour faciliter le fuselage de pôle d'axe, » explique Jaspersen.

Sans compter que leur rôle important dans la mitose, les centrosomes, l'équivalent eucaryotique plus élevé des fuselages de pôle d'axe de levure, sont exigés pour effectuer les cils primaires -- une annexe cheveu cheveu actuelle dans une copie unique sur chaque cellule. À la base des cils primaires est un centrosome fixé à la membrane cellulaire qui dans les cils a une seule composition de lipide. Le groupe de Jaspersen est impatient de voir quels aspects de leurs découvertes Mps3 traduisent aux cils primaires. Si les parallèles existent, les récompenses pourraient être significatives, puisque les défectuosités ciliaires peuvent mener à un certain nombre de maladies humaines -- échelonnement de l'insuffisance cardiaque congénitale à la dégénérescence rétinienne.