Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanoanalysis

Forskere Fremstil Subnanometer resolutionen Model for Human Ndc80

Published on October 13, 2010 at 7:16 PM

Medmindre du er i et felt med tilknytning til cellebiologi, du højst sandsynligt aldrig har hørt om Ndc80. Men dette protein kompleks er afgørende for mitose, den proces, hvormed en levende celle adskiller dets kromosomer og fordeler dem ligeligt mellem de to datterceller.

Nu, gennem en kombination af cryo-elektron-mikroskopi og tre-dimensionelle billede genopbygning, et team af forskere med Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) og University of California (UC) Berkeley har produceret en subnanometer opløsning model af den menneskelige Ndc80 at afslører, hvordan denne ubesungne helte udfører sine væsentlige opgaver.

"Vores model viser, at Ndc80 oligomerizes på overfladen af ​​det mikrotubulære via et segment af det protein, der reguleres således, at korrekt vedhæftede filer bevares og forkert vedhæftede kasseres," siger biofysiker Eva Nogales som ledede denne undersøgelse.

"Hvad vi foreslår er, at dette oligomerisering er en vigtig del af den mekanisme, hvormed Ndc80 er i stand til at udnytte energien af ​​mikrotubuli adskillelse til at bevæge kromosomerne mod spindlen polerne under mitosen. Denne oligomerisering vil kun ske for korrekt fastgjort mikrotubuli "

Nogales har fælles aftaler med Berkeley Lab Life Sciences divisioner, UC Berkeleys Molecular and Cell Biology Department, og Howard Hughes Medical Institute. En ekspert på elektron mikroskopi og billedanalyse og en myndighed om strukturen og dynamikken af ​​mikrotubuli, hun er den tilsvarende forfatter af et dokument offentliggjort i tidsskriftet Nature med titlen, "The Ndc80 kinetochore komplekse former Oligomert arrays langs mikrotubuli."

Co-authoring papiret med Nogales var Gregory Alushin, Vincent Ramey, Sebastiano Pasqualato, David Ball, Nikolaus Grigorieff og Andrea Musacchio.

Biologiske celler har en cytoskeleton, der giver form til membranen vægge og andre cellulære strukturer og også styrer transporten af ​​stoffer ind og ud af cellen. Dette cytoskeleton er spundet af bittesmå fibre af tubulin protein, der kaldes microtubles. Under mitosen, demontere mikrotubuli og reform i spindler på tværs, der overlapper sæt kromosomer line op og migrere til modsatte poler. Efter kromosom migration er færdig, mikrotubuli adskille og reformen tilbage i skelet-systemer til de to nye datterceller.

Fejl i fordelingen af ​​kromosomer fra en forælder celle til sin datter celler kan føre til fosterskader, kræft og andre lidelser. For at sikre, at hver datter celle modtager en enkelt kopi af hvert kromosom, mikrotubuli spindler dock med hvert kromosom er centromer - den centrale region, hvor de to kromatider forbinde. Den mikrotubuli spindler forbinder med centromer gennem et netværk af proteiner, kaldet kinetochore. Ndc80 er et centralt medlem af kinetochore netværk og fungerer som en slags "landing pad" for mikrotubuli-centromer forbindelse. Selvom Ndc80 er genetik og biokemi er blevet grundigt karakteriseret, mekanismerne bag dens aktiviteter har indtil nu været et mysterium.

"Vores første nogensinde subnanometer model af Ndc80 viser, at proteinet komplekset binder mikrotubuli med en tubulin monomer gentagelse, der er følsom over for tubulin kropsbygning," Nogales siger. "Desuden, Ndc80 komplekser selv associere langs mikrotubuli protofilamenter via interaktioner, der er medieret af amino-terminale hale af Ndc80 protein, som er stedet for fosfor-regulering fra Aurora B kinase."

Aurora B-kinase er et enzym, der sikrer en korrektion af en fejlagtig mikrotubuli-kinetochore vedhæftede filer - mangelfuld vedhæftede filer vil resultere i ulige adskillelse af det genetiske materiale, som både chromatides gå til den samme datter celle. I deres papir hævder Nogales og hendes medforfattere, at Ndc80 er tilstanden for interaktion med mikrotubuli og dens oligomerisering give et middel, som Aurora B-kinase kan regulere stabiliteten af ​​de bærende Ndc80-mikrotubuli vedhæftede filer.

"The Aurora B kinase korrigerer forkert mikrotubuli-kinetochore vedhæftede filer ved phosphorylerende proteiner i kinetochore," Nogales siger. "Ndc80 er en stor substrat af denne forordning. Vores arbejde viser, at hvis fosforyleres af Aurora B, vedhæftede filer er ikke robuste, fordi der ikke er nogen oligomerisering af Ndc80s. "

Last Update: 3. October 2011 07:47

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit