BioScience Blog – Научный Биологический блог

Микротрубочковый цитоскелет в эукариотических клетках позволяет осуществлять направленный транспорт различных грузов с помощью белков-моторов на расстояния, сравнимые с размерами самой клетки. В большинстве культур фибробластов мы можем наблюдать радиальную структуру сети микротрубочек, при которой минус-концы микротрубочек собраны в центре организации, где часто находится центросома, а плюс-концы расположены на периферии клетки. Механизмы образования радиальной системы микротрубочек остаются непонятными. Обычно основную роль здесь отводят центросоме, которая нуклеирует микротрубочки и заякоривает их в центре организации, однако радиальная система микротрубочек может образовываться и без участия центросомы. В данной работе, чтобы исследовать роль мембранных органелл в организации клеточных микротрубочек были получены бесцентросомные цитопласты из клеток HeLa и BSC-1, которые и при отсутствии центросомы образуют радиальную систему   микротрубочек.   Изначально   нами   предполагалось,   что   формирование бесцентросомной радиальной сети микротрубочек идет за счет компактной структуры аппарата Гольджи (АГ), собирающегося в центре цитопластов после отмывки нокодазола, агента, разрушающего микротрубочки и необходимого для получения цитопластов. Однако ингибирование процесса сборки компактного АГ воздействием брефелдина A (BFA) не препятствовало возникновению радиальной системы микротрубочек, поэтому АГ не может считаться движущей силой данного процесса. Окадаевая же кислота (ОА), которая является ингибитором протеинфосфатаз и экспорта белка из эндоплазматического ретикулума (ЭР) в СОРИ везикулы, эффективно блокировала формирование радиальной сети микротрубочек в цитопластах. Следовательно, данный сегмент аппарата транспорта может принимать участие в организации системы микротрубочек. Возможно, однако, что действие окадаевой кислоты на организацию системы микротрубочек основано на подавлении фосфатаз. Поскольку при комбинации ингибиторов COPI (BFA) и СОРИ (ОА) бесцентросомные цитопласты образуют радиальную сеть микротрубочек, можно предположить, что основная роль в формировании радиальной сети микротрубочек в бесцентросомных цитопластах принадлежит промежуточному компартменту (ERGIC). Это следует из того, что окадаевая кислота, блокируя формирование СОРИ везикул, вызывает потерю АГ и ERGIC по COPI механизму. Однако в присутствии BFA ERGIC сохраняется, что и может объяснять образование радиальной системы микротрубочек в этих условиях. Для более специфической проверки гипотезы участия аппарата раннего везикулярного транспорта в организации клеточных микротрубочек были получены бесцентросомные цитопласты из клеток, экспрессирующих доминантно-негативный мутант ГТФазы Sari a – Sarla[T39N], который ингибирует экспорт белков из ЭР с помощью СОРП-зависимого транспорта. Действительно, такие цитопласты не могли эффективно образовывать радиальную систему микротрубочек без участия центросомы, в отличие от цитопластов с ГТФазой Sari дикого типа. Данные эксперименты позволяют предположить, что в организации радиальной системы микротрубочек в бесцентросомных цитопластах ведущую роль играет аппарат раннего везикулярного транспорта, который, возможно, путем динеин-динактин-зависимого заякоривания микротрубочек и способствует их организации в радиальную сеть.