Как клетки собирают свой микротрубочковый скелет
Микротрубочки — нитевидные структуры внутри клетки — необходимы для многих важных процессов, включая деление клетки и внутриклеточный транспорт. Исследовательская группа под руководством учёных из Гейдельбергского университета недавно выяснила, как формируются спиралевидные модульные микротрубочки и как контролируется их образование. Эти процессы были визуализированы с помощью современной крио-электронной микроскопии (cryo-EM).
«Чтобы собрать микротрубочки из отдельных компонентов, клетки используют структурные шаблоны, которые имитируют один слой спирали микротрубочки и могут служить отправной точкой для вновь формирующихся микротрубочек», — объясняет д-р Штефан Пфеффер, руководитель младшей исследовательской группы в Центре молекулярной биологии Гейдельбергского университета (ZMBH). В клетках человека таким структурным шаблоном служит гамма-тубулиновое кольцевой комплекс (γ-TuRC). Чтобы точнее понять, как он влияет на образование микротрубочек, учёные использовали cryo-EM для определения структуры γ-TuRC с молекулярным разрешением. Исследование детально объясняет, как γ-TuRC организован структурно и как собраны его примерно 30 различных субъединиц. Также выяснено, как образование микротрубочек на γ-TuRC может быстро регулироваться простым изменением диаметра кольца.
«Активация γ-TuRC особенно важна для эффективного и надёжного деления генетического материала во время клеточного деления. Поскольку количество микротрубочек в раковых клетках изменено, что способствует агрессивности опухолей, эти выводы также значимы для исследований рака», — добавляет проф. д-р Эльмар Шибель, руководитель исследовательской группы ZMBH и, вместе с д-ром Пфеффером, корреспондирующий автор исследования. В качестве следующего шага учёные планируют найти препараты, которые можно использовать для блокировки активности γ-TuRC по инициации микротрубочек. Цель — установить новый механизм действия для ингибирования клеточного деления, который, по мнению учёных, можно было бы использовать в терапии опухолей.
В исследовании также участвовали учёные из университетов Бохума и Бонна, а также Шарите — Университетской медицины Берлина. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.