Ученые нашли, что клетки млекопитающих плотно «соединены проводами» с несущими силу связями, достигающими полностью от мембраны до цитоскелета к геному. Результаты, сообщил частично в текущем номере Журнала Сотовой Биохимии, провозглашаются как проявление силы, которое могло измениться, как биологи рассматривают клетку.Следователи традиционно изобразили клетку как мешок биохимических реакций, поддержанных пассивным цитоскелетом волокон протеина. Недавняя работа, однако, намекнула, что механические силы на клетке могут влиять на все от способа, которым протеины связывают с ДНК к тому, развивается ли предраковидная клетка в развитую опухоль.
Исследуя эти взаимодействия, бригада во главе с Эндрю Мэнайотисом, Дональдом Ингбером и их сотрудниками в Медицинской школе Гарварда и Детской Больнице в Бостоне покрыла бусинки на 4,5 микрометра фибронектином, протеином, связывающим только с рецепторами интегрина – структуры поверхности клеток, пришвартованные к цитоскелету через клеточную мембрану. С вручную управляемым устройством микроманипуляции Мэнайотис использовал микропипетку «как гольф-клуб» для перемещения бусинок приблизительно 10 микрометров за секунду.
Видео микроскоп пойманные почти мгновенные движения ядерных структур – плотные структуры, названные nucleoli, внезапно выравнивающим, например, или скользящим к краю ядра.Затем, исследователи harpooned структуры в самом ядре.
Ученые потянули структуры – nucleoli и хромосомы – из нарушения в ядре. Даже при том, что хромосомы, извлеченные из мертвых, фиксированных клеток, как правило, кажутся изолированными, эксперимент показал, что в живых клетках, хромосомы и nucleoli всегда связывались гибкими канатно-веревочными отходами. Связи, оказалось, состояли из ДНК.
«Они красиво продемонстрировали природу физической связи» между окружающей средой клетки и генами в ядре, говорит Аври Бен-Зеэв из отдела молекулярной клеточной биологии в Институте Вейцмана в Израиле. «Это предположило бы, что все в ядре фактически связано», добавляет Джеффри Никерсон из Медицинской школы Массачусетского университета. «С моей точки зрения это замечательно, и это замечательно».Несмотря на то, что это возьмет дальнейшую работу, чтобы учиться, несут ли эти связи действительно сигналы к генам в ядре, исследователи, кажется, соглашаются, что результаты изменяются, как биологи думают о клетке. «В течение длительного времени механические и технические аспекты клеточной биологии не ценились», говорит Дэвид Бенсимон, биофизик в Ecole Normale Superieure в Париже. «Этот тип эксперимента…, конечно, предполагает, что существует очень для приобретения знаний о возможном механическом контроле ДНК и экспрессии гена и регулирования».