Immunfluorescensmikrofotografiet (till vänster) av en mänsklig epitelcell visar mikrotubuli (gröna), centrosomer (2 intilliggande gula fläckar i cellcentrum), och kärna (blå). Teckningarna illustrerar mikrotubuli förankrade av γTuRCs vid centrosomer och Golgi-apparaten. På Golgi, PolD1 interagerar med γTuRCs för att hämma γTuRC-inducerad mikrotubuluskärnbildning. Kredit:Division of Life Science, HKUST
Mikrotubuli cytoskelett är en viktig cellulär ställning som krävs för dynamisk organisering av cytoplasman, och cytoskelettet spelar en nyckelroll i en mängd olika cellulära händelser, allt från cellproliferation till morfogenes. Hur organiseringen av mikrotubulus cytoskelett styrs i våra celler, dock, har förblivit oklart.
Nu, en forskargrupp ledd av prof. Robert Qi från avdelningen för livsvetenskap, Hong Kong University of Science and Technology, har gjort ett genombrott för att förstå hur organiseringen av mikrotubuli cytoskelett styrs. Deras studie avslöjade en tidigare förbisedd aspekt av γTuRCs reglering och visade en tidigare okänd funktion av PolD1, ett konserverat protein som är allmänt känt för sin roll i DNA-replikation och reparation.
Forskningen publicerades i Naturkommunikation den 15 september, 2017.
I djurceller, initieringen av mikrotubulitillväxt och därefter organiseringen av mikrotubuli i ordnade arrayer kräver γ-tubulinringkomplex (γTuRCs), makromolekylära sammansättningar som initierar sammansättningen av mikrotubulifilament. Dock, mekanismen genom vilken denna funktion av γTuRCs kontrolleras har hittills förblivit okänd.
Studien fann att PolD1 fysiskt associerar med γTuRCs och blockerar γTuRC-inducerad mikrotubuluskärnbildning, och att denna PolD1-åtgärd krävs för kontroll av mikrotubulitillväxt vid Golgi-apparaten, en stor mikrotubuli-organiserande organell som kräver mikrotubuli för sin strukturella organisation och funktioner.
Följaktligen, PolD1 reglerar flera Golgi-aktiviteter som involverar Golgi-härledda mikrotubuli, inklusive Golgi montering och strukturell organisation, Golgi omorientering under cellpolarisering, och cellriktningsmigrering.
"Vår studie förbättrar avsevärt den nuvarande förståelsen av kontrollen av mikrotubulusmontage förmedlad av γTuRCs." Sa Prof. Qi, "Vi tror att detta arbete skulle vara mycket användbart för att förstå den molekylära grunden för olika mikrotubuliberoende cellulära aktiviteter."
"PolD1 är ett allmänt uttryckt protein som utför hushållsfunktioner i kärnan. Genom att avslöja dess funktion som regulator, vi ser fram emot att få en djupare förståelse för en myriad av cellulära aktiviteter, som materialtransporter, vilket kan ge konsekvenser för cancer- och neurosjukdomsterapier relaterade till detta protein."
