Биомолекулярное создание силы на принципе газовой пружины

Учёные из Технического университета Дрездена сообщили в журнале Cell 5 марта 2015 года о новом открытии в области клеточных механизмов.

При делении клеток микротрубочки — белковые цилиндры, формирующие каркас веретена деления, — перекрываются в центре клетки, соединяя противоположные полюса. Моторные белки заставляют эти перекрывающиеся микротрубочки скользить друг относительно друга, но затем скольжение останавливается. Механизм этого торможения был понят лишь частично.

Международная группа учёных под руководством профессора Штефана Дица показала, что слабосвязывающиеся белки, накапливающиеся между перекрывающимися микротрубочками, ведут себя как диффундирующие частицы газа в закрытом контейнере. При скольжении микротрубочек объём пространства между ними уменьшается, что вызывает рост давления со стороны этих белковых «частиц газа». Этот растущий противодавление замедляет и в итоге останавливает скольжение, подобно работе газовой пружины.

Учёные подтвердили этот механизм экспериментально и теоретически, измерили возникающие силы с помощью оптического пинцета и показали, что создаваемое «газом» белков давление достаточно, чтобы компенсировать силу моторных белков и предотвратить расхождение микротрубочек.

Это открытие представляет собой минимальный механизм стабилизации перекрывающихся микротрубочек и добавляет новый, общеприменимый принцип в репертуар клеточных механизмов.

Исследование было опубликовано онлайн в Cell 5 марта 2015 года и выйдет в печатном номере 12 марта 2015 года.