Белки используют трение для организации деления клеток

Исследователи из Лаборатории химии и клеточной биологии Таруна Капура выяснили, как белки-"крепления" (non-motor microtubule associated proteins, MAPs) поддерживают структуру митотического веретена — "футбольного" каркаса, ответственного за разделение генетического материала при делении клетки.

В отличие от моторных белков, потребляющих химическую энергию для перемещения микротрубочек, MAPs не расходуют энергию, но удерживают свои позиции на активно движущихся филаментах. Исследование, опубликованное в Cell, показало, что эти белки могут использовать движение в свою пользу благодаря асимметрии трения.

Асимметричное трение направляет белки

Учёные измерили трение, возникающее при контакте трёх MAPs (NuMA, EB1 и PRC1) с движущимися микротрубочками. Обнаружена асимметрия:

• Белок NuMA испытывает меньшее трение при движении к минус-концу микротрубочки.
• Белок EB1, наоборот, легче движется к плюс-концу.

Эта разница сравнима с китайской ловушкой для пальцев: тянуть в одну сторону трудно, а в другую — легко. В результате активного "дёргания" микротрубочек белки смещаются в направлении наименьшего сопротивления. Так NuMA скапливается на минус-концах, скрепляя их и формируя фокус веретена.

Равномерное распределение

Белок PRC1 не показал асимметрии трения. Это свойство, вероятно, помогает ему оставаться равномерно распределённым по длине микротрубочек, а не собираться в кластеры.

Значение открытия

"Наша гипотеза в том, что это внутреннее механическое свойство — трение, которое испытывают белки — помогает им попасть куда нужно, а также поддерживать организацию и механическую целостность веретена во время деления клетки", — говорит ведущий автор исследования Скотт Форт.

Принцип асимметричного трения может быть важен и для других биологических полимеров, например, ДНК во время репликации или репарации, помогая белкам находить правильное положение в клетке.