Наиболее распространенными компонентами веретена являются микротрубочки. «Обозначив концы тысяч этих тонких нитей, которые необходимы, чрезвычайно динамичны и изменчивы, мы наконец смогли проследить их распределение и движение во время сборки митотического веретена», — объясняет Йенс Людерс, клеточный биолог из Институт исследований в области биомедицины (IRB Barcelona). Прорыв появился в продвинутом онлайн-издании журнала Nature Cell Biology.«Более 10 лет нам удавалось отслеживать только растущие концы микротрубочек, но не начальные точки. В результате нам не хватало важной информации, чтобы понять динамическую архитектуру митотического веретена и то, как оно способствует делению клеток. , — говорит Людерс.
Возглавляемое немецким ученым, который руководит группой по организации микротрубочек в IRB Barcelona, исследование носит только два имени: его собственное имя и имя французского исследователя Николя Лекланда, первого автора, который защитил докторскую диссертацию в IRB Barcelona через стипендию "la Caixa". .Ученые продемонстрировали, что белок γ-тубулин локализуется в начальных точках филаментов микротрубочек и относительно стабильно связан с этими структурами. Используя версию γ-тубулина, которая несет флуоресцентную метку, активируемую лазерным светом, исследователи смогли проследить движение начальных точек микротрубочек внутри митотических веретен, снимая делящиеся клетки человека.Усовершенствованная цифровая микроскопия, совместная лаборатория IRB Барселона и научного парка Барселоны, управляемая физиком IRB Жюльеном Коломбелли, сыграла решающую роль в создании необходимой технологии. «Успех этого исследования также является результатом имеющихся технических ноу-хау и передовых технологий, без которых мы никогда не смогли бы взяться за этот проект», — подчеркивает Людерс.
Исследователи впервые описали, где большинство микротрубочек формируется внутри митотического веретена, как они развиваются и как их отправные точки транспортируются — с помощью трех моторных белков — к противоположным полюсам веретена, где они прикрепляются. Одновременно с этим процессом противоположные концы нитей тянутся к центру клетки, где они взаимодействуют с хромосомами.Когда веретено окончательно собрано, микротрубочки притягивают хромосомы к противоположным полюсам и инициируют физическое деление клетки. «Теперь у нас есть более полное понимание того, как собирается и функционирует шпиндель, и мы можем использовать наш новый маркер для проверки старых и новых гипотез о лежащих в основе механизмов», — говорит ученый.Новый инструмент для изучения рака
Кроме того, этот прорыв открывает путь к «лучшему» пониманию механизма действия лекарств, которые ингибируют микротрубочки и которые используются в химиотерапии. Эти виды лекарств препятствуют митотическому веретену, тем самым предотвращая деление клеток и препятствуя росту опухоли.Несмотря на многолетний клинический успех этих методов лечения рака, мало что известно о том, как они нарушают архитектуру и функцию веретена.
Хотя эти препараты очень эффективны, они не проявляют желаемой специфичности, поскольку они также влияют на здоровые делящиеся клетки. Кроме того, они влияют на неделящиеся клетки, такие как нейроны, в которых микротрубочки также выполняют важные функции.
«Лучшее понимание различий в организации веретена между раковыми и здоровыми клетками и того, как они реагируют на лекарственные средства, нацеленные на микротрубочки, имеет важное значение для оптимизации лечения, например, путем определения более конкретных лекарств или новых целей. Этот инструмент может быть полезен для достижения эти цели », — констатирует исследователь.