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Les chercheurs trouvent comment les microtubules, protéines de moteur se réunissent dans les réseaux macroscopiques

Quels os sont aux fuselages, le cytosquelette est aux cellules. Le cytosquelette met à jour la structure cellulaire, établit des annexes comme des flagelles et, avec des protéines de moteur, des pouvoirs mouvement cellulaire, le transport, et la division. Les microtubules sont un élément indispensable du cytosquelette, indispensable pour la division cellulaire et, à cause de celui, un excellent objectif pour des substances chimiothérapeutiques.

Les microtubules peuvent spontanément auto-dispenser, transformant de beaucoup de composantes singulières en une grande structure cellulaire capable d'effectuer des tâches spécifiques. Pensez les transformateurs. Comment ils font qui, cependant, sont restés peu clairs.

Maintenant, les chercheurs à Harvard John A. Paulson School du bureau d'études et les sciences appliquées (MERS) ont observé comment les microtubules et les protéines de moteur se réunissent dans les réseaux macroscopiques. Leur observation fournit une meilleure compréhension du l'auto-organisme cytosquelettique généralement qui peut consécutivement aboutir à améliorer le modèle de médicament et les matériaux neufs qui peuvent imiter des comportements cellulaires.

La recherche était récent publiée dans l'eLife de tourillon.

Les axes sont des structures cellulaires qui jouent un rôle majeur dans la division cellulaire, séparant des chromosomes et tirant l'ADN reproduit de la cellule de mère dans la cellule de descendant. Ils se composent des microtubules et de beaucoup d'autres protéines, y compris le dynein de protéine de moteur.

« Ce qui nous recherchons réellement est une théorie unifiée grande d'ensemble d'axe, » a indiqué Peter adoptif, un étudiant de troisième cycle en mer et le papier écrivent d'abord. « Nous savons comment les protéines de moteur agissent l'un sur l'autre avec des microtubules mais vous allez de différents microtubules et protéines de moteur à de grandes structures maillées ? »

Pour gagner l'analyse dans la façon dont les axes se réunissent, adoptif et son équipe, sous la direction de Dan Needleman, professeur agrégé de la physique appliquée et de moléculaire et de biologie cellulaire, établi une expérience simple. Ils ont extrait le cytoplasme des oeufs de grenouille, qui contient le dynein et toutes les composantes requis pour effectuer des axes, protéine fluorescente ajoutée et la substance chimiothérapeutique Taxol pour produire et stabiliser des microtubules, et chargé le mélange dans « la chambre microfluidic la plus simple du monde. »

« Très rapidement, nous avons vu que ces microtubules dispensent en réseaux qui se contractent spontanément, » Foster ont dit. « La question est pourquoi ? »

La réponse s'étendent pas dans les microtubules mais dans le comportement de la protéine de moteur. Les microtubules ont plus et sans des extrémités et des chercheurs ont observé le dynein déménager de l'extrémité plus au minus. Comme résultat, la protéine de moteur réunit les extrémités négatives des microtubules, produisant les asters appelés de boîtiers étoile étoile. Le dynein pilote ces petits boîtiers ensemble, les protégeant par fusible pour produire de plus grands et plus grands réseaux. Pendant que la protéine de moteur continue à bloquer les microtubules ensemble, le réseau se contracte, jusqu'à ce qu'il ne puisse pas devenir plus petit.

Basé sur cette expérience, les chercheurs ont développé un modèle qui mesure et décrit ce comportement et prête l'analyse dans non seulement l'ensemble mais également l'auto-organisme d'axe en général. Ce modèle pourrait fournir des analyses dans la façon concevoir les matériaux qui peuvent auto-monter ou autonome contrat, comme une éponge de auto-serrage.

« Utilisant ce modèle, nous pouvons poser des questions du niveau microscopique complètement aux phénomènes de large échelle, » Foster a indiqué. « Il y a beaucoup de ramifications non seulement dans la biologie mais également dans le monde matériel. »

Source:

Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences