Впервые наблюдали, как микротрубочки ветвятся в животных клетках

Исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте впервые напрямую наблюдали и зафиксировали в животных клетках процесс ветвящегося нуклеации микротрубочек — механизм клеточного деления, ранее визуализированный только в клеточных экстрактах и растительных клетках. Подробности опубликованы в Journal of Cell Biology.

В исследовании, поддержанном Национальным институтом общих медицинских наук NIH, учёные изучали механику деления клеток плодовой мушки. Их цель — понять, как структуры микротрубочки определяют место, где клетка разделится пополам.

В нормальном делении хромосомы выстраиваются в центре клетки, где веретено деления взаимодействует с кинетохорой. После выравнивания микротрубочки растаскивают копии хромосом, и клетка делится между ними.

Учёные обнаружили, что пространственный сигнал для определения плоскости деления исходит от растущих концов микротрубочек («плюс-концов»), которые касаются мембраны клетки. Эти концы привлекают регуляторные белки, запуская сборку кольца, которое, подобно шнурку, стягивает и разделяет клетку.

Также выяснилось, что со временем способность запускать этот путь сохраняют только концы микротрубочек в середине клетки.

Визуализацию динамики микротрубочек обычно затрудняет их одновременный рост и сокращение по всей клетке. Однако с помощью мощной микроскопии полного внутреннего отражения флуоресценции (TIRF) удалось детально рассмотреть поведение отдельных микротрубочек.

Именно тогда учёные впервые в реальном времени увидели процесс ветвящейся нуклеации микротрубочек в животных клетках. Используя многоцветную TIRF-микроскопию, они смогли чётко наблюдать и количественно описать этот феномен.

Это фундаментальный и консервативный процесс, одна из ключевых частей митоза, но его было сложно напрямую визуализировать в других модельных системах. Клетки плодовой мушки на определённой фазе деления предоставили уникальную возможность для наблюдения.