Новое исследование клеточных биологов Университета Джорджии показывает механизм транспорта тубулина и его сборки в реснички, включая первые видеоизображения этого процесса. Исследование было опубликовано в Journal of Cell Biology.«Реснички встречаются по всему телу, поэтому дефекты образования ресничек влияют на клетки, выстилающие дыхательные пути, желудочки мозга или репродуктивные пути», — сказала ведущий автор исследования Джули Крафт, студентка шестого курса докторантуры UGA. «Одна из основных причин мужского бесплодия — реснички не функционируют должным образом».Междисциплинарная группа из Колледжа искусств и наук Франклина UGA и Инженерного колледжа сотрудничала в исследовании, в котором использовалась флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения для анализа движущихся белковых частиц внутри ресничек Chlamydomonas reinhardtii, зеленой водоросли, широко используемой в качестве модели для анализ ресничек.
Команда исследовала естественное поведение организма — прикрепление ресничек к гладкой поверхности, например к стеклянной крышке микроскопа. Это помещает реснички в пределах 200-нанометрового диапазона флуоресцентного микроскопа полного внутреннего отражения, позволяя визуализировать отдельные белки, когда они перемещаются внутри ресничек.Видео, объясняющее процесс, было опубликовано вместе с исследованием и доступно по адресу http://jcb.rupress.org/site/biosights/biosights_jan_19_2015.xhtml.«Тубулин транспортируется с помощью этого процесса, который мы называем внутрижладжеллярным транспортом или IFT», — сказал соавтор исследования Карл Лехтрек, доцент кафедры клеточной биологии и член Интегрированной программы наук о жизни. «Хотя это уже давно подозревается в полевых условиях и существуют косвенные доказательства, подтверждающие теорию, это первый раз, когда напрямую, с помощью изображений в реальном времени, было показано, что IFT действительно функционирует как тубулиновая помпа.
«Около 400 000 димеров тубулина необходимо транспортировать в течение 60 минут, чтобы собрать единую ресничку. Возможность видеть тубулин, движущийся в реснички, позволила впервые понять, как этот транспорт регулируется, чтобы убедиться, что реснички будут иметь правильный размер».
Ожидается, что новые открытия будут иметь большое значение для различных заболеваний и состояний, связанных с дефектами ресничек в организме. «Мы находимся на самой основной стороне этого исследования», — сказал Лехтрек. «Но поскольку все больше и больше заболеваний связано с состояниями, связанными с ресничками, включая ожирение и даже диабет, количество людей, работающих с ресничками, значительно увеличилось за последние несколько лет.«Одноклеточные модели — отличные инструменты для решения многих фундаментальных вопросов, которые остаются без ответа, таких как контроль размера ресничек и то, как клетки определяют белки, которые должны быть помещены в эти сенсорные органеллы. У хламидомонады мы можем инициировать образование ресничек экспериментально, что позволяет нам видеть реснички во время строительства и анализировать трафик белков, пока они создаются ».