Naj bo razdalja veljavna tudi v celičnem prometu

Nove ugotovitve o transportnih poteh v celici

Umetniški prikaz prevoza mikrotubul na površini, polni motoričnih beljakovin kinezina. V izvirni publikaciji je bilo mogoče natančno izmeriti razdaljo 17 nanometrov med mikrotubulo in površino. © Jacob Kerssemakers
prebral

Mednarodna skupina znanstvenikov je zdaj odkrila, kako se transportni proteini v celici lahko premikajo, ne da bi se zataknili ali zataknili. Z zelo občutljivo mikroskopsko metodo so raziskovalci lahko opisali, kako motorni protein kinezin-1 vpliva na svoje "transportne tirnice", mikrotubule, v nanometrski lestvici. Motorni protein ohranja mikrotubule na razdalji 17 nanometrov, kar omogoča, da dosežejo svoj cilj, ne da bi pri tem vplivali. prinese.

Znanstveniki z Inštituta Max Planck za molekularno celično biologijo in genetiko (MPI-CBG) in Univerze na Floridi v ZDA poročajo o svojih ugotovitvah v trenutni številki ameriške revije PNAS.

Celica je kot pristanišče Hamburg. Komercialno blago prispe, ga je treba dodeliti, shraniti in poslati. Pri večjih in majhnih se je treba izogibati zastojem in trkom, ker so ti transportni procesi vitalni za vsak organizem.

Motorni proteini kot posoda

Prevoz v celici zagotavljajo motorni beljakovine, ki svoje blago prevažajo naprej in nazaj, kot majhni zabojniki. Potrebujejo transportne tirnice, brez katerih bi brezciljno lebdele v citoplazmi. Med drugim to vlogo igrajo mikrotubuli, dolge nitaste strukture s premerom približno 25 nanometrov in dolžine več mikronov, ki segajo po celici. Motorične beljakovine, za katere je Kinesin-1 dobro raziskan primer, so sestavljene iz skupine glave, prereza in repa. Bistveno manjši so od transportnih tirnic.

Če kinezin-1 prevaža enocelične organele ali drug tovor, se njegova glavna skupina postopoma premakne naprej po mikrotubulu - velikost korakov in natančna koordinacija takšnih korakov sta že podrobno preučena. Znano je tudi, kako kinezin veže tovor na rep. Toda kako majhni beljakovine motorja poskrbijo, da se nič ne ovira pri prevozu? Ključnega pomena je: na koliko nanometrov oddaljeni mikrotubuli kinezin-1 zadržijo naboj med prevozom? Je to nejasna vloga dela med glavo in repom? zaslon

Samo: nanometrov ni mogoče enostavno izmeriti z ravnilom. Znanstvenik Jacob Kerssemakers iz mlajše raziskovalne skupine Stefana Dieza, pa tudi Jonathon Howard (MPI-CBG) in Henry Hess (univerza Florida, ZDA), ki delata na MPI-CBG v Dresdnu, je bil velik tehnični in metodični izziv, proces v tej majhni Za analizo dimenzije.

Razdalja, določena s svetilnostjo

To umetniško delo so dosegli z zelo občutljivo, indirektno mikroskopsko metodo, pri kateri so raziskovalci drsali molekule, ki so si jih predhodno priskrbeli s fluorescentnim barvilom nad odsevnim silikonskim ogledalom. Glede na oddaljenost od površine so se molekule zaradi motenj (fluorescenčni interferenčni kontrast: FLIC) v različnih stopnjah svetile do različne stopnje, zato razdaljo posredno določa svetilnost.

Ker je mogoče s to metodo zaznati velike mikrotubulne filamente bolje kot posamezne molekule kinezin-1, so jih raziskovalci opremili z barvilom. "Celoten sistem je bilo treba obrniti na glavo, " pravi Kerssemakers. Raziskovalci zato ne merijo neposredno oddaljenosti motornega proteina od mikrotubule, ampak razdaljo, na kateri kinezin-1 drži transportne tirnice stran od odbojne površine. Namesto tega so z motornimi beljakovinami pokrivali zrcalne površine mikroskopa FLIC, ki so tvorili nekakšen "kinezin travnik". "Kinezinova stebla" so držala mikrotubule, nameščene na njih - točno na razdalji, ki bi jo naboj zdrsnil po tirnicah.

Po natančni kalibraciji merilnega sistema so znanstveniki končno izračunali razdaljo. Obstaja 17 nanometrov, na katerih kinesin-1 hrani mikrotubule ali na katerih odstranjuje svoj naboj iz mikrotubul. Ta vrednost ni naključje: večina delov, ki postanejo ovira v celici, je manjših od tega prostora. Tako se zdi, da rafinirani motorni proteini uspejo pripeljati tovor brez kakršnega koli upora in zapletov do cilja. Ta spoznanja resnično prinaša svetlobo v drug odsek temnih transportnih poti v celici.

(MPG, 19. 10. 2006 - DLO)