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I ricercatori trovano come i microtubuli, proteine del motore montano nelle reti macroscopiche

Che ossa sono agli organismi, il citoscheletro è alle celle. Il citoscheletro mantiene la struttura cellulare, costruisce gli annessi come i flagelli e, insieme alle proteine del motore, alle potenze movimento cellulare, al trasporto ed alla divisione. I microtubuli sono una componente critica del citoscheletro, vitale per divisione cellulare e, a causa di quella, un obiettivo eccellente per le droghe della chemioterapia.

I microtubuli possono auto-organizzare spontaneamente, trasformando da molte componenti singolari in una grande struttura cellulare capace dell'esecuzione delle mansioni specifiche. Pensi i trasformatori. Come fanno che, tuttavia, sono rimanere poco chiari.

Ora, i ricercatori a Harvard John A. Paulson School di assistenza tecnica e le scienze applicate (MARI) hanno osservato come i microtubuli e le proteine del motore montano nelle reti macroscopiche. La loro osservazione fornisce generalmente una migliore comprensione dell'auto-organizzazione citoscheletrica che può a loro volta piombo per migliorare la progettazione della droga ed i nuovi materiali che possono imitare i comportamenti cellulari.

La ricerca recentemente è stata pubblicata nel eLife del giornale.

Gli assi di rotazione sono strutture cellulari che svolgono un ruolo importante nella divisione cellulare, separante i cromosomi e tirante il DNA duplicato dalla cella di madre nella cellula figlia. Si compongono dei microtubuli e di molte altre proteine, compreso il dynein della proteina del motore.

“Che cosa realmente stiamo cercando è una grande teoria unificata dell'installazione dell'asse di rotazione,„ ha detto Peter adottivo, un dottorando in mare ed autore del documento il primo. “Sappiamo come le proteine del motore interagiscono con i microtubuli ma andate dai diversi microtubuli e proteine del motore alle grandi strutture di reti?„

Per guadagnare la comprensione in come gli assi di rotazione montano, adottivo ed il suo gruppo, sotto il comando di Dan Needleman, professore associato di fisica applicata e di biologia molecolare e cellulare, ha sviluppato un esperimento semplice. Hanno estratto il citoplasma dalle uova della rana, che contiene il dynein e tutte componenti stati necessario per fare gli assi di rotazione, proteina fluorescente aggiunta e la droga Taxol della chemioterapia per creare e stabilizzare i microtubuli e caricato la miscela “nella camera microfluidic più semplice del mondo.„

“Molto rapidamente, abbiamo veduto che questi microtubuli organizzano nelle reti che si contraggono spontaneamente,„ Foster hanno detto. “La domanda è perché?„

La risposta risiede non nei microtubuli ma nel comportamento della proteina del motore. I microtubuli hanno più e meno le estremità ed i ricercatori hanno osservato il dynein muoversi dall'estremità più verso il meno. Di conseguenza, la proteina del motore riunisce le estremità negative dei microtubuli, creanti i cluster del tipo di stella chiamati aster. Il dynein determina insieme questi piccoli cluster, fondendoli per creare le più grandi e più grandi reti. Mentre la proteina del motore continua ad inceppare insieme i microtubuli, la rete si contrae, finché non possa più ottenere affatto più piccola.

Sulla base di questo esperimento, i ricercatori hanno sviluppato un modello che quantifica e descrive questo comportamento e presta la comprensione non solo nell'installazione ma anche nell'auto-organizzazione dell'asse di rotazione in generale. Questo modello potrebbe fornire le comprensioni in come progettare i materiali che possono auto-montare o autonomamente contratto, come una spugna dispremuta.

“Facendo uso di questo modello, possiamo chiedere a domande dal livello microscopico tutto il modo ai fenomeni della larga scala,„ Foster ha detto. “Ci sono molte ramificazioni non solo nella biologia ma anche nel mondo materiale.„

Source:

Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences