Ανακαλύφθηκε μηχανισμός αυτοεπισκευής του σπινθήρα για ακριβή κυτταρική διαίρεση
Κάθε δευτερόλεπτο, εκατομμύρια κύτταρα στο σώμα μας διαιρούνται, διπλασιάζοντας το DNA τους και δημιουργώντας ένα δίκτυο πρωτεϊνών που ονομάζεται σπινθήρας. Αυτός ο σπινθήρας εκτείνεται από τα χρωμοσώματα στο κέντρο του κυττάρου έως τις άκρες του, ασκώντας τεράστια δύναμη για να χωρίσει τα χρωμοσώματα.
Η ανακάλυψη του UC San Francisco
Ωστόσο, το πώς καταφέρνει ο σπινθήρας να εκτελεί αυτή τη διαδικασία χωρίς να καταστραφεί παρέμενε ένα μυστήριο. Πρόσφατα, επιστήμονες από το UC San Francisco αποκάλυψαν ότι ο σπινθήρας μπορεί να επισκευάζει τον εαυτό του κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, αντικαθιστώντας αδύνατους συνδέσμους ενώ εργάζεται. Αυτή η συνεχής ενίσχυση διασφαλίζει ότι το DNA διαχωρίζεται με ακρίβεια, καθώς η προσθήκη ακόμη και ενός μόνο επιπλέον χρωμοσώματος μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο ή συγγενείς ανωμαλίες.
Η διαδικασία της έρευνας
«Γνωρίζουμε ότι ο σπινθήρας, που παράγει μεγάλη δύναμη, πρέπει να είναι εξαιρετικά ισχυρός, αλλά είναι δύσκολο να μετρηθεί αυτή η δύναμη άμεσα», δήλωσε η Σόφι Ντιούμοντ, καθηγήτρια Βιομηχανικής και Θεραπευτικών Επιστημών και Βιοχημείας και Βιοφυσικής στο UCSF και κύρια συγγραφέας της μελέτης. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Current Biology στις 23 Ιανουαρίου.
Για να κατανοήσουν πώς οι ίνες του σπινθήρα υποχωρούσαν υπό πίεση, ο φοιτητής του UCSF, Κέιλεμπ Ραξ, τις υπέβαλε σε δοκιμή με ένα εργαλείο που ονομάζεται μικροβελόνα. Αυτή η βελόνα, φτιαγμένη από γυαλί και λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα, είχε μια λεία άκρη για να μην τρυπήσει το κύτταρο, κάτι που θα το σκότωνε.
Τα ευρήματα
Καθώς παρατηρούσε μέσω μικροσκοπίου, ο Ραξ αναζητούσε ένα επιμηκυμένο κύτταρο – τον σπινθήρα να εκτείνεται από άκρη σε άκρη με τα χρωμοσώματα στο κέντρο – που ήταν έτοιμο να διαιρεθεί. Χρησιμοποιώντας έναν τηλεχειρισμό, τοποθέτησε τη μικροβελόνα πάνω από μια ίνα του σπινθήρα και, αφού άφησε τους ελέγχους, ενεργοποίησε έναν ακριβώς ρυθμισμένο κινητήρα που τράβηξε σταδιακά την ίνα μέχρι να σπάσει.
«Περιμέναμε ότι η ίνα του σπινθήρα θα σπάσει στις άκρες της, αλλά αντίθετα, έσπασε εκεί που την τράβαγε η βελόνα», ανέφερε ο Ραξ. Αξιοσημείωτο είναι ότι το σπασμένο άκρο διατήρησε το σχήμα του χωρίς να υποχωρήσει ή να διαλυθεί. Αυτό αποτέλεσε μεγάλη έκπληξη, καθώς σε προηγούμενο πείραμα η ομάδα είχε διαπιστώσει ότι η χρήση λέιζερ σε μια ίνα θα προκαλούσε την αποσύνθεσή της.
Περαιτέρω δοκιμές αποκάλυψαν γιατί συνέβη αυτό. Όταν ο σπινθήρας αρχικά τεντώθηκε κατά της βελόνας, κάποιοι από τους πρωτεϊνικούς συνδέσμους του αποσπάστηκαν. Ωστόσο, η ίνα αντικατέστησε αμέσως αυτούς τους συνδέσμους με ακόμη πιο ισχυρούς που υπήρχαν κοντά, ενισχύοντας τον εαυτό της απέναντι στην φυσική πρόκληση. Μέχρι τη στιγμή που ο σπινθήρας έσπασε, ήταν πιο δυνατός από πριν.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτή την ανακάλυψη, καθώς μπορεί να σημαίνει ότι ο σπινθήρας σταθεροποιεί τον εαυτό του εκεί που δέχεται τη μεγαλύτερη πίεση», δήλωσε η Ντιούμοντ. «Αν είσαι δομικός μηχανικός, θέλεις τα κτίρια να επιβιώνουν από σεισμούς και τους δρόμους να αντέχουν πολλές χειμώνες. Ίσως να υπάρχει κάτι περισσότερο που θα μπορούσαμε να μάθουμε από τα αυτοεπισκευαζόμενα υλικά του ζωντανού κόσμου».
