Studiet afslører, hvordan celler organiserer væksten af ​​deres strukturelle filamenter

I celler i hele vores kroppe giver omfattende netværk af strukturelle filamenter, kaldet cytoskelettet, essentiel støtte og form. Disse netværk er meget dynamiske og gennemgår kontinuerlig vækst og adskillelse for at muliggøre cellulære funktioner såsom bevægelse, deling og godstransport. Men hvordan celler præcist kontrollerer væksten af ​​deres cytoskeletfilamenter er blevet ufuldstændigt forstået.

I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet "Nature Cell Biology" giver forskere fra Max Planck Institute for Biology of Aging og University of Cologne betydelig indsigt i denne grundlæggende cellulære proces. Ved hjælp af state-of-the-art mikroskopi og biokemiske teknikker afslørede holdet en nøglemolekylær mekanisme, der styrer den rettede vækst af mikrotubuli, et af de vigtigste cytoskeletfilamenter.

Forskerne fokuserede på et proteinkompleks kendt som γ-tubulinringkomplekset (γ-TuRC), som spiller en afgørende rolle i mikrotubulus nukleation og vækst. Ved præcist at manipulere komponenterne i γ-TuRC og observere de resulterende effekter i levende celler, afslørede de, hvordan dette molekylære maskineri er organiseret og reguleret.

Deres resultater viste, at γ-TuRC-komplekset er organiseret på en meget struktureret måde med specifikke underenheder placeret til præcist at styre væksten af ​​mikrotubuli. Desuden identificerede de en tidligere ikke-anerkendt reguleringsmekanisme, der involverer post-translationel modifikation af γ-tubulin, som kontrollerer mikrotubulus nukleation og vækstdynamik.

"Denne undersøgelse giver en fundamentalt ny forståelse af, hvordan celler styrer væksten af ​​deres mikrotubuli," siger Dr. Jan Brugués, gruppeleder ved Max Planck Institute for Biology of Aging og University of Cologne. "Vores resultater kaster ikke kun lys over de indviklede mekanismer, der styrer cytoskeletal dynamik, men har også implikationer for forståelsen af ​​cellulære processer og sygdomme, hvor mikrotubuli spiller en afgørende rolle."

Mikrotubuli er involveret i forskellige cellulære funktioner ud over strukturel støtte, herunder celledeling, organeltransport og cellemigration. Dysregulering af mikrotubulus dynamik er forbundet med flere sygdomme, såsom cancer, neurodegenerative lidelser og ciliopatier. Derfor kan indsigten opnået fra denne undersøgelse have potentielle implikationer for udviklingen af ​​nye terapeutiske strategier.

"Vi håber, at vores arbejde vil inspirere fremtidig forskning til yderligere at belyse de molekylære mekanismer, der styrer cytoskeletale dynamik og deres betydning for sundhed og sygdom," tilføjer Brugués.