Ученые описали ветвление микротрубочек скелета клетки

Американские исследователи установили последовательность процесса ветвления микротрубочек и отследили его на одиноких молекулах. Результаты работы были опубликованы на страницах eLife.

Микротрубочки клеточного скелета представляют собой полые цилиндры диаметром в 23 нм. Каждая микротрубочка напоминает вязанку из 13 тонких филаментов с отверстием внутри. Каждый филамент — это цепь из глобулярных белков альфа- и бета-тубулинов. По мере сборки из раствора микротрубочки могут разветвляться и выстраивать сложные структуры. В процессе разветвления принмают участие белки TPX2, аугмин и γ-TuRC.

Микротрубочки формируют сеть для транспорта веществ внутри клетки, составляют основу клеточного моторчика — жгутика, при делении доставляют генетический материал к противоположным полюсам клетки, участвуют в синтезе клеточной стенки растений. Недавние исследования обнаружили квантовые колебания внутри микротрубочек клеток мозга. Теория гласит, что контролируемая объективная редукция в микротрубочках — гипотетический процесс коллапса волновой функции за счет гравитационных эффектов на микроуровне — есть основа сознания.

Чтобы изучить роль микротрубочек в клеточных процессах, исследователи из Принстонского университета задались целью установить в пространстве и времени процесс сборки микротрубочек (МТ) в клеточном веретене деления. Сперва ученые проводили эксперименты на экстрактах яиц шпорцевых лягушек (Xenopus). Затем, полученные показатели роста МТ применили для построения имитирующей компьютерной модели. Модель позволила воспроизвести измеренный профиль зародышеобразования, распределение плюс-концов МТ и интенсивность роста тубулина.

Регулируя доступность TPX2, аугмина и γ-TuRC исследователи показали, что первым на МТ садится белок TPX2. Далее, он связывает аугмин или γ-TuRC, что приводит к нуклеации ветвления. Регулирование локализации и кинетики белков ветвления определяет архитектуру ветвления МТ-сети.