محققان دانشگاه واشینگتن به نوشتن دستور‌العملی برای یک ماشین نانومقیاس کمک
می‌کنند که کروموزوم‌ها را قبل از تقسیم سلولی جدا می‌کند. به این دستگاه دوک
می‌گویند، زیرا شبیه یک ریسنده پشمی است که رشته‌های نازکی از میکرولوله‌ها یا
الیاف دراز و نازک از آن بیرون زده‌اند. تصور بر این است که سبک شدن و کوتاه
شدن این لوله‌ها به کشیدن و هل دادن جفت‌های کروموزومی کمک کرده و در نتیجه
موجب جدا شدن آنها می‌شود.
درک این که چگونه این ماشین به صورت دقیق و یکسان مواد ژنتیکی را تقسیم می‌کند،
برای دانستن این که چرا در برخی موارد بعضی قطعات آن درست عمل نمی‌کنند، ضروری
است. برخی از سرطان‌ها یا نقص‌های مادرزادی (مانند سندروم داون) از تقسیم
غیریکنواخت کروموزوم‌ها ناشی می‌شوند.
در مقاله‌ای که در شماره ۶ مارس ۲۰۰۹ در مجله Cell منتشر شده است، دانشمندان
دانشگاه واشینگتن گزارشی درباره طرز کار یک قطعه کلیدی از این ماشین ارائه
داده‌اند. این قطعه که کینتوکور نامیده می‌شود، بخشی روی کروموزوم است که به
صورت مکانیکی به الیاف دوک متصل می‌شود.
این پژوهشگران می‌گویند: «کینتوکورها مراکز تنظیمی نیز هستند. این قطعات حرکات
کروموزوم‌ها را در زمان کوتاه شدن و بلند شدن میکرولوله‌ها کنترل می‌کنند. آنها
اشکالات موجود در اتصال را تشخیص داده و تصحیح می‌کنند. همچنین تا زمانی که
میکرولوله‌ها به صورت صحیح و مناسب به کروموزوم متصل شوند، یک سیگنال «انتظار»
ارسال می‌کنند». این محققان می‌افزایند کنترل دقیق میکرولوله‌ها برای تقسیم
دقیق کروموزوم‌ها حیاتی است.
برای درک چگونگی عملکرد کینتوکورها، دانشمندان به دنبال درک مبنایی برای
اصلی‌ترین رفتار آنها، یعنی اتصال میکرولوله‌ها بودند. بنابر گفته این محققان،
عجیب‌ترین جنبه این اتصال این بود که کینتوکورها با وجود استحکام، کاملاً پویا
هستند. این قطعات در عین حالی که زیرواحدهای رشته‌های میکرولوله‌ای را اضافه و
حذف می‌کنند، باید آن را محکم نگهدارند. این دانشمندان می گویند: «این توانایی
کینتوکورها را قادر می‌سازد سبک‌سازی و کوتاه کردن میکرولوله‌ها را که موجب
حرکت کروموزوم‌ها می‌شود، کنترل نمایند».
این رفتار اتصالی از موجودات بسیار ابتدایی گرفته تا انسان مشاهده می‌شود و این
نشان می‌دهد که این رفتار به عنوان روشی موثر برای انجام کار در طول تکامل در
موجودات مختلف حفظ شده است.
سوال این است که این مکانیسم چگونه کار می‌کند. مطالعات قبلی نشان داده بود که
یک کمپلکس پروتئینی به نام Ndc80 نقطه اتصال مستقیم میان کینتوکور و
میکرولوله‌هاست. با این حال محققان تنها نگاهی ثابت به این کمپلکس داشته‌اند.
دانشمندان دانشگاه واشینگتن از یک روش خاص برای دستکاری و پیگیری فعالیت این
کمپلکس در آزمایشگاه بهره بردند.
این دانشمندان توانستند نشان دهند که کمپلکس Ndc80 قادر به تشکیل اتصالات پویا
و محکم با نوک میکرولوله‌هاست. این کار احتمالاً از طریق تشکیل آرایه‌ای از
پیوندهای میکرولوله‌ای ضعیف منفرد که می‌توانند به سرعت تشکیل شده و از بین
بروند، صورت می‌گیرد. در عین ضعیف بودن تک‌تک این پیوندها، انرژی مجموع پیوندها
آنقدر قوی هست که بتواند کل رشته را نگهدارد. این مکانیسم یک اصطکاک مولکولی
ایجاد می‌کند که از جابه‌جایی میکرولوله‌ها در طول محل اتصال جلوگیری می‌کند.
|
