Учёные разгадали устройство веретена деления клетки

Биологи впервые получили трёхмерные снимки делящейся человеческой клетки с разрешением в несколько нанометров и выяснили, как работает веретено деления — структура, распределяющая хромосомы. Исследование провели специалисты Нью-Йоркского центра структурной биологии и Школы медицины Университета Вирджинии, результаты опубликованы в Nature Communications.

Веретено состоит из множества коротких белковых микротрубочек длиной около двух микрометров. Раньше было непонятно, как из тысяч разрозненных нитей собирается точный механизм. С помощью криоэлектронной томографии учёные мгновенно замораживали клетки, срезали тончайшие слои ионным пучком и просвечивали их электронным микроскопом. Компьютер собирал из проекций объёмную картину, позволив рассмотреть каждую трубочку и её ориентацию.

Оказалось, что нити упакованы очень плотно, с зазором всего в восемь нанометров. В таком промежутке не могут работать молекулярные моторы, которые прежде считались главными сборщиками. Трубочки упорядочиваются сами за счёт физических сил, подобно молекулам в жидком кристалле. Моторы Eg5 и динеин действуют согласованно: один сшивает встречные нити, другой регулирует плотность упаковки. Их равновесие удерживает всю конструкцию. Веретено оказалось самособирающейся и самовосстанавливающейся структурой, чья надёжность объясняется простыми локальными правилами. Понимание этого механизма важно для изучения рака и бесплодия, связанных со сбоями клеточного деления.