Nový způsob vzniku mikrotubulů

Schopnost živočišných buněk přijímat různé tvary, udržovat vnitřní uspořádání organel a vykonávat koordinované pohyby závisí na jakési buněčné kostře, tzv. cytoskeletu – složité sítí vláken, která prostupuje vnitřek buňky. Na rozdíl od kostry lidského těla je cytoskelet vysoce dynamická struktura, která dokáže rychle změnit svoji stavbu, když buňka reaguje na podněty ze svého okolí. Cytoskelet je vystavěn ze tří typů vláken: mikrotubulů, mikrofilament a středních filament, která se liší svou architekturou a stavebními proteiny. Mikrotubuly jsou tvořeny dimery alfa a beta-tubulinu a v buňce vyrůstají ze specializovaných organizačních center, centrosomů. Centrosomy se obvykle nacházejí v blízkosti buněčného jádra a určují počet mikrotubulů, které směřují k okraji buňky. Paprskovité uspořádání mikrotubulů tak představuje základní systém pro orientovaný transport uvnitř buňky pomocí specializovaných enzymů, tzv. mikrotubulárních motorů. U většiny pohybujících se a dělících se buněk je centrosom hlavním místem, kde se začínají vytvářet (nukleovat) mikrotubuly. Naproti tomu u diferencovaných buněk, jako jsou např. buňky svalové, epiteliální nebo nervové, nejsou centrosomy přítomny a nevyskytuje se zde ani paprskovité uspořádání mikrotubulů. Jakým způsobem vznikají mikrotubuly v těchto buňkách, není známo.

Klíčovou komponentou pro nukleaci mikrotubulů je další člen tubulinové rodiny – gama-tubulin, který se obvykle nachází právě na centrosomech. Poznatky o regulačních mechanismech vzniku (nukleace) mikrotubulů jsou zatím velmi omezené. Vědcům z Ústavu molekulární genetiky AV ČR se podařilo prokázat, že v průběhu neuronální diferenciace je část gama-tubulinu na membránách a umožňuje zahajovat tvorbu mikrotubulů. Dále se podařilo prokázat, že v tomto ději hrají důležitou roli dva enzymy ze skupiny fosfotransferáz (kináz), se kterými gama-tubulin tvoří komplexy. Vyrůstání mikrotubulů z membrán by mohlo vysvětlit dosud neobjasněnou organizaci mikrotubulů u buněk bez centrosomů a případně také některé poruchy těchto dějů u některých chorob.