«Эти« скрепляющие »белки не потребляют энергию, но они каким-то образом сохраняют свои позиции на филаментах, известных как микротрубочки, несмотря на всю происходящую активность», — говорит Скотт Форт, постдок в лаборатории, руководивший исследованием. «Мы обнаружили, что эти белки действительно могут использовать это движение, чтобы помочь им выполнять свою работу."
В исследовании, подробно описанном на прошлой неделе в Cell, команда Рокфеллера обнаружила, что некоторые из этих белков-креплений, известных как немоторные белки, связанные с микротрубочками, или MAP, испытывают разную степень трения в зависимости от направления, в котором они перемещаются вдоль микротрубочек. В результате MAP могут быть перемещены в положение, сгруппированное в точках футбольного мяча, например, без прямого потребления энергии. Напротив, другие белки, участвующие в этом процессе, известные как моторные белки, потребляют химическую энергию для перемещения микротрубочек.
Чтобы выяснить, как MAP реагируют на движение микротрубочек, исследователи измерили трение, возникающее, когда каждая из трех MAP находилась в контакте с движущимися микротрубочками. Для двух из трех они обнаружили асимметрию: движение в одном направлении вызывает гораздо меньшее трение, чем движение в другом направлении.
Например, белок NuMA испытывал меньшее трение при перемещении к минус-концу микротрубочки, чем при перемещении к положительному концу, в то время как белок EB1 показал противоположное, предпочтение положительному концу.
Форт сравнивает эту асимметрию с китайской ловушкой для пальцев. Когда два пальца, вставленные в оба конца трубки ловушки, вытягиваются наружу, друг от друга, ловушка сжимается, но когда оба пальца вдавливаются вместе, ловушка ослабляется. "Эта асимметрия в силе также верна для этих MAP. Если их тащить в одну сторону по микротрубочке, это трудно сделать, а если тащить в другую сторону, сделать это легко », — говорит он.
Эксперименты также показали, что когда пары микротрубочек покачивались, эти белки перемещались вдоль них в направлении наименьшего сопротивления, либо к положительному, либо к отрицательному концу микротрубочек. Это открытие помогает объяснить, как NuMA, например, остается сгруппированной на минус-концах микротрубочек, где она удерживает их вместе и образует фокус для микротрубочек.
Между тем, одна из MAP, PRC1, не показала асимметрии трения, что, вероятно, позволяет ей хорошо распределиться, а не кластеризоваться, говорит Форт.
«Наша гипотеза состоит в том, что, возможно, это внутреннее механическое свойство — трение, которое испытывают эти белки — помогает им добраться туда, где они должны быть, а также поддерживать организацию веретена и механическую целостность во время деления клеток», — говорит Форт.
«Трение играет важную роль в нашей повседневной жизни, когда мы перемещаемся из одного места в другое, — говорит Капур, профессор семьи Пелсов. "Подобные принципы кажутся важными для белков в наших клетках.
Помимо микротрубочек, в клетках активно перемещаются многие биологические полимеры; например, ДНК во время репликации или ремонта. Вероятно, что асимметрия трения между белками и этими биополимерами окажется важной для их направления в правильные клеточные местоположения."