En studie som publiceras idag erbjuder en ny förståelse för de komplexa cellulära maskiner som djur- och svampceller använder för att säkerställa normal celldelning, och forskare säger att det en dag kan leda till nya behandlingsmetoder för vissa typer av cancer.

Forskningen avslöjade ett helt oväntat beteende om ett "motoriskt" protein som fungerar som kromosomer segregeras under celldelning. Resultaten publicerades i Naturkommunikation .

Arbetet leddes av Weihong Qiu, en biträdande professor i fysik vid College of Science vid Oregon State University, i samarbete med forskare från Henan University i Kina och Uniformed Services University of the Health Sciences i Maryland.

Motorproteiner är små molekylära maskiner som omvandlar kemisk energi till mekaniskt arbete. De är miniatyr "fordon" i en cell, och flytta på ett nätverk av spår som vanligtvis kallas cytoskelet. De skjuter cellgods mellan platser och genererar krafter för att placera kromosomer. Men trots intensiva forskningsinsatser under många år, mekanismer som ligger bakom verkan av många motorproteiner är fortfarande oklara.

I den här studien, forskare fokuserade på ett särskilt motorprotein, kallas KlpA, och använde en högkänslig ljusmikroskopimetod för att direkt följa rörelsen för enskilda KlpA-molekyler på cytoskelettspåret. De upptäckte att KlpA kan röra sig i motsatta riktningar - ett ovanligt fynd. KlpA-liknande motorproteiner anses uteslutande vara enkelriktade fordon.

Forskarna upptäckte också att KlpA innehåller en växelliknande komponent som gör det möjligt att byta rörelseriktning. Detta gör det möjligt att lokalisera till olika regioner inuti cellen så att det kan hjälpa till att se till att kromosomer delas ordentligt för normal celldelning.

"Förr, KlpA-liknande motorproteiner ansågs i stort sett vara överflödiga, och som ett resultat har de inte studerats särskilt mycket, "Sa Qiu.

"Det börjar bli klart att KlpA-liknande motorer hos människor är avgörande för cancercells spridning och överlevnad. Våra resultat hjälper till att bättre förstå andra KlpA-liknande motorproteiner inklusive de från människor, vilket så småningom kan leda till nya metoder för cancerbehandling. "

Qiu och kollegor säger att de är glada över deras framtida forskning, som kan avslöja designprincipen på atomnivå som gör att KlpA kan röra sig i motsatta riktningar. Och det kan finnas andra applikationer.

"KlpA är ett fascinerande motorprotein eftersom det är det första i sitt slag som visar dubbelriktad rörelse, "Sa Qiu." Det ger ett gyllene tillfälle för oss att lära av moder natur de regler som vi kan använda för att designa motorproteinbaserade transportanordningar. Förhoppningsvis inom en snar framtid, vi kunde konstruera motorproteinbaserad robotik för läkemedelsleverans på ett mer exakt och kontrollerbart sätt. "