Figur 1. Mikrotubuli (röda linjer) reglerar celldelning och expansion. Upphovsman:Okayama University
Växter genererar kontinuerligt olika typer av organ såsom rötter, blad och blommor. Tillväxtmorfologin för varje organ uppnås genom riktad tillväxt av växtceller. Innan celltillväxt, ett intracellulärt cytoskelet som kallas en mikrotubuli anpassar sig vinkelrätt mot tillväxtaxeln för att bestämma växtcellernas tillväxtriktning (fig. 1). Olika proteiner har visat sig reglera det dynamiska beteendet hos mikrotubuli, men mekanismen för mikrotubulins inriktning förblir olöst.
Nu, Hiroyasu Motose, Shogo Takatani, Taku Takahashi, och deras kollegor vid Okayama University och NAIST har avslöjat funktionen av NIMA-relaterat kinas 6 (NEK6) vid rak tillväxt av växtceller. De använde levande cellavbildning för att undersöka det dynamiska beteendet hos mikrotubuli och NEK6 -proteiner i kombination med fördelen med genetiska analyser i modellväxten Arabidopsis thalana.
Resultaten visade att NEK6 -protein avlägsnar avvikande mikrotubuli för att anpassa dem före riktad celltillväxt (fig. 2). NEK6 fosforylerar specifika aminosyrarester av tubulinproteiner-byggstenarna i mikrotubuli-och eliminerar onormala mikrotubuli. I frånvaro av NEK6, mikrotubuli är krokiga och växtceller kan inte växa rakt (bild 3). Denna studie visar tydligt den nya regleringsmekanismen för mikrotubuliorganisation och riktad tillväxt i växter. Eftersom mikrotubuli och NEK -proteiner är väl bevarade i de flesta organismer och deltar i väsentliga cellulära processer (t.ex. celldelning) och olika sjukdomar (t.ex. cancer och ciliopati), fynden belyser principerna för dessa biologiska fenomen.
Figur 2. NEK6 tar bort avvikande mikrotubuli för att anpassa mikrotubuli. Upphovsman:Okayama University
Figur 3. Arabidopsis nek6 -mutant uppvisar ektopisk utväxt och avvikande mikrotubuli. Kredit:Figur 3. Arabidopsis nek6 -mutant uppvisar ektopisk utväxt och avvikande mikrotubuli. Upphovsman:Okayama University