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

Forskere Produser subnanometer oppløsning Model of Human Ndc80

Published on October 13, 2010 at 7:16 PM

Med mindre du er i et fagområde relatert til cellebiologi, har du mest sannsynlig aldri har hørt om Ndc80. Likevel er dette proteinet komplekset er essensielt for å mitose, prosessen der en levende celle skiller dens kromosomer og distribuerer dem likt mellom de to datter celler.

Nå, gjennom en kombinasjon av Cryo-elektron mikroskopi og tre-dimensjonal image rekonstruksjon, et team av forskere ved Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) og University of California (UC) Berkeley har produsert en subnanometer oppløsning modell av menneskelig Ndc80 at avslører hvordan denne ukjente helten utfører sine essensielle oppgaver.

"Vår modell antyder at Ndc80 oligomerizes på overflaten av microtubuli via et segment av proteinet som er regulert slik at riktige vedlegg blir vedlikeholdt og uriktige vedlegg blir forkastet," sier biofysiker Eva Nogales som ledet denne undersøkelsen.

"Det vi foreslår er at dette oligomerization er en viktig del av mekanismen som Ndc80 er i stand til å utnytte energien i microtubuli demontering å flytte kromosomer mot spindel polene under mitose. Dette oligomerization vil kun skje for korrekt festet mikrotubuli "

Nogales har felles avtaler med Berkeley Lab Life Sciences Divisjoner, UC Berkeley i molekylær-og cellebiologi Institutt, og Howard Hughes Medical Institute. En ekspert på elektron mikroskopi og bildeanalyse og en autoritet på strukturen og dynamikken i mikrotubuli, er hun den tilsvarende forfatteren av en artikkel publisert i tidsskriftet Nature tittelen, "The Ndc80 kinetochore komplekse former oligomeric 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 cytoskjelettet som gir form til membran vegger og andre cellulære strukturer og også kontrollerer transporten av stoffer inn og ut av cellen. Dette cytoskjelettet er spunnet av små fibre av tubulin protein som kalles microtubles. Under mitose, mikrotubuli demontere og reform i spindler over hvilke duplikat sett med kromosomer linje opp og migrere til motsatte poler. Etter kromosom migrasjon er fullført, mikrotubuli demontere og reform tilbake i skjelettsystemet for de to nye datter celler.

Feil i fordelingen av kromosomer fra en forelder celle til sin datter celler kan føre til fosterskader, kreft og andre lidelser. For å sikre at hver datter celle mottar ett eksemplar av hvert kromosom, microtubuli spindler dock med hvert kromosom er centromere - den sentrale regionen der sine to kromatider koble til. Den microtubuli spindler kontakt med centromer gjennom et nettverk av proteiner som kalles kinetochore. Ndc80 er et sentralt medlem av kinetochore nettverket og fungerer som en slags "landing pad" for microtubuli-centromere tilkobling. Selv Ndc80 genetikk og biokjemi har vært mye preget, mekanismene bak sine aktiviteter har til nå vært et mysterium.

"Vår første subnanometer modellen av Ndc80 viser at protein komplekset binder microtubuli med en tubulin monomer gjentar som er følsomme for tubulin konformasjon," Nogales sier. "Videre Ndc80 komplekser selv knytte sammen microtubuli protofilaments via interaksjoner som er mediert av amino-terminal hale av Ndc80 protein, som er stedet for fosfor-regulering av Aurora B kinase."

Aurora B kinase er et enzym som sikrer korrigering av eventuelle feil microtubuli-kinetochore vedlegg - feil vedlegg vil resultere i ulik segregering av det genetiske materialet, som både chromatides gå til samme datter celle. I papir deres, Nogales og hennes medforfattere hevder at Ndc80 er modusen for interaksjon med microtubuli og dets oligomerization gi et middel som Aurora B kinase kan regulere stabiliteten i bærende Ndc80-microtubuli vedlegg.

"The Aurora B kinase korrigerer feil microtubuli-kinetochore vedlegg ved phosphorylating proteiner i kinetochore," Nogales sier. "Ndc80 er et viktig substrat i denne forskrift. Vårt arbeid viser at dersom fosforylert av Aurora B, vedlegg ikke er robust fordi det ikke er oligomerization av Ndc80s. "

Last Update: 8. October 2011 00:09

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