В новой статье клеточного биолога Магдалены Безаниллы из Массачусетского университета в Амхерсте она и ее докторант Шу-Зон Ву представляют подробную новую модель, которая впервые предлагает, как клетки растений точно позиционируют «динамическую и сложную» структуру, называемую фрагмопласт в центре клетки во время каждого деления и то, как он направляет цитокинез. О работе сообщается в текущем номере журнала eLife.Сложный процесс цитокинеза начинается в центре клетки, где фрагмопласт посылает усики к противоположным сторонам клетки, как пояс, пересекающий ее талию. Эти полимеры, микротрубочки и актиновые филаменты перемещаются на десятки или сотни микрон по направлению к клеточной стенке в заранее определенное положение, где образуется особая структура, называемая клеточной пластинкой.
Новая стена, образующая две новые ячейки, будет формироваться вдоль этого пути между пластинами ячеек на противоположных стенках.«Каким образом направляется и осуществляется этот процесс, долгое время оставалось загадкой», — говорит Безанилла.
Но очевидно, добавляет ученый, микротрубочки здесь необходимы, потому что без них клеточная пластинка не образуется. «И мы очень давно знали, что актиновые филаменты присутствуют в структуре, но никто не знал, для чего они нужны. Что управляет расширением фрагмопластов на молекулярном уровне, просто не было понятно».«В нашей новой статье предлагается модель, показывающая, как растительные клетки направляют свой механизм деления клеток в нужное положение и как актин вносит свой вклад. Наши данные, полученные в результате экспериментов со мхом и табаком, свидетельствуют о том, что белок под названием миозин VIII, наряду с актином, направляет цитокинез.
Он отвечает на то, что десятилетиями оставался открытым вопросом в клеточной биологии ».Используя ультрасовременный микроскоп, финансируемый Массачусетским институтом естественных наук в Университете Массачусетса в Амхерсте, она и Ву смогли наблюдать за формирующимися ключевыми структурами, маркировать их и часами снимать видео цитокинеза, чтобы собрать воедино, как актин, микротрубочки и структурный белок, известный как миозин VIII, взаимодействует для выполнения правильного деления.
«Уникальность этого миозина в том, что он также может взаимодействовать с микротрубочками, и на самом деле мы думаем, что микротрубочки являются его грузом», — говорит Безанилла. «Мы думаем, что миозин тянет микротрубочку вдоль актиновой нити». По словам Безаниллы, перекрестные помехи между актином и микротрубочками происходят во всех клетках, поэтому эта работа у растений может иметь значение и для процессов в клетках животных.
Она добавляет: «Некоторые из этих вещей были на грани того, чтобы быть видимыми. Было настоящим подвигом иметь возможность визуализировать процесс в течение столь долгого времени и наблюдать процесс живых клеток».В целом, используя комбинацию генетики и визуализации живых клеток, чтобы выяснить, что направляет фрагмопласт, ученые определили актиновые и основанные на актине молекулярные моторы, миозины класса VIII, как ключ к управляющему механизму цитокинеза в этих растительных клетках.
В их статье шаг за шагом описывается, как это происходит.