BioScience Blog – Научный Биологический блог

Ядро является основным хранилищем генетического материала в клетке. Оно обладает сложной морфологией и строго упорядоченной внутренней структурой. Однако до недавнего времени клеточное ядро часто рассматривали отдельно он цитоплазмы, считая, что оно пассивно дрейфует в районе клеточного центра. Современные исследования, напротив, показывают необходимость правильного позиционирования ядра в клетке на всех стадиях ее развития, что достигается двумя взаимосвязанными процессами: заякориванием и миграцией. Особенно это важно в высокоспециализированных мышечных и нервных клетках, а так же на ранних стадиях эмбрионального развития. В заякоривание вовлечены все структуры цитоскелета: микротрубочки, актин и промежуточные филаменты.

В настоящей работе мы показали непосредственное участие промежуточных филаментов в заякоривании ядра. В качестве модели использовались две линии мышиных фибробластов, MFT-16, лишенные виментина, и MFT-6, используемые в качестве контроля. При помощи видео-микроскопии мы обнаружили высокую вращательную подвижность ядер в безвиментиновых клетках MFT-16 по сравнению с клетками MFT-6. Чтобы изучить роль виментиновых промежуточных филаментов в заякоривании ядра, мы восстанавливали их в клетках MFT-16 при помощи экспрессии в них виментина человека. Вращение ядер в таких клетках не наблюдалось, как и в клетках MFT-6. Далее мы решили определить участок молекулы виментина, который необходим для взаимодействия промежуточных филаментов с ядром. Для этого трансфецировали клетки MFT-16 плазмидами, кодирующими различные делеционные мутанты виментина, способные образовывать филаменты. Виментин представляет собой белок с протяженной центральной α-спиральной частью и слабоструктурированными N-и С-концевыми доменами. Для сборки промежуточных филаментов необходимы α-спиральный участок и часть N-конца. В наших исследованиях использовались мутанты виментина, лишенные С-конца или различных частей N-конца. Экспрессия любого их этих мутантов в клетках MFT-16 приводила к полному восстановлению заякоривания ядер. Отсюда мы делаем вывод, что для заякоривания ядра необходима только α-спиральная часть молекулы виментина. Основываясь на данных литературы можно предположить, что промежуточные филаменты связываются с ядерной мембраной посредством белка плектина. Кроме того, мы решили выяснить, какие структуры цитоскелета ответственны за вращение ядер в отсутствие заякоривания. Для этого использовали нокодазол (токсин разрушающий микротрубочки) и латранкулин В (токсин дестабилизирующий актиновые филаменты). Наши данные показывают, что вращение ядра является активным процессом, требующим участия микротрубочек, и при добавлении к клеткам MFT-16 нокодазола вращение ядер не наблюдается. В то же время при добавлении латранкулина В вращательное движение, наоборот, увеличивается, что свидетельствует о том, что актиновый цитоскелет не участвует в этом процессе. Мы предполагаем, что вращение ядер это физиологический процесс, находящийся под контролем цитоскелета.