Клетки воспринимают множество световых, механохимических или биологических сигналов благодаря неподвижной первичной ресничке. Многие подвижные реснички, называемые жгутиками, также могут присутствовать на некоторых клетках. Они способны производить движение, такое как перемещение эмбриона из маточной трубы в матку, вывод слизи в дыхательные пути или плавание сперматозоидов. Дефекты сборки или функции ресничек могут привести к цилиопатиям, группе заболеваний, включая пороки развития мозга, нарушения сетчатки или фертильности, заболевания почек или печени, рецидивирующие респираторные инфекции и аномалии скелета.
Крепление каркаса в пробирке
В основании реснички две центриоли, органеллы, образованные микротрубочками, которые являются компонентами цитоскелета. Центриоль является отправной точкой для построения реснички, которая будет состоять из девяти дублетов микротрубочек. «Дублет – это структура, необходимая для формирования и функций ресничек, но его сборка была неизвестна до сих пор», – объясняет Пол Гишар, профессор кафедры клеточной биологии факультета естественных наук UNIGE.
Группа Пола Гишара и Виржини Хэмел, соруководителя лаборатории, разработала систему in vitro, способную формировать дублеты микротрубочек. Исследователи также использовали передовые методы микроскопии и моделирования в сотрудничестве с исследователями из Института Кюри д’Орсе во Франции и Пражского института биотехнологии в Чешской Республике.
Сначала девять микротрубочек образуются из центриоли путем сборки «кирпичиков» тубулина. Затем на поверхности каждой микротрубочки образуется дублет. «Мы заметили, что образование дублета регулируется самим тубулином, поскольку удаление одного из его концов вызывает образование дублета в этом месте.
Этот эффект, вероятно, предотвращает неконтролируемое образование дублета микротрубочек где-либо еще, кроме реснички, обеспечивая его оптимальное функционирование », – объясняет Вирджини Хэмел, соруководитель исследования. Снимая это явление с помощью ультрасовременных микроскопов, исследователи также впервые показали, что вторая микротрубочка собирается в двух противоположных направлениях путем добавления кубиков тубулина.
Запретить движение паразитов
Ось реснички или жгутика также служит «рельсом» для движения «поездов» молекул от одного конца органеллы к другому, приводимых в движение настоящими молекулярными двигателями.
Эти транспорты необходимы для всех функций органелл. "Теперь мы намерены выяснить, есть ли какие-либо различия в сборке и функционировании ресничек или жгутиков определенных паразитов, таких как малярия, по сравнению с их человеческими аналогами.
Таким образом, такие различия могут стать целью лечения, которое повлияет только на патогены », – заключает Пол Гишар.