Sản xuất động cơ cốt lõi của quá trình phân chia tế bào
Đó là một quá trình tế bào diễn ra từ một tỷ năm nay, nhưng chúng ta không thể tái tạo nó, cũng như không hiểu đầy đủ về nó. Nguyên phân, cơ chế phân chia tế bào rất quan trọng đối với sự sống, liên quan đến hơn 100 loại protein ở lõi của nó. Hiện nay, nhóm nghiên cứu từ Viện Sinh lý Phân tử Max Planck ở Dortmund đã có thể tái tạo lại hoàn toàn động cơ của bộ máy nguyên phân, được gọi là kinetochore.
.jpg)
Có thể mô hình hóa kinetochore đang hoạt động là bước đầu tiên hướng tới việc tạo ra các nhiễm sắc thể nhân tạo, một ngày nào đó có thể được sử dụng để khôi phục các chức năng bị thiếu trong tế bào.
Khi tế bào của con người bắt đầu phân chia, 23 nhiễm sắc thể của nó sẽ nhân đôi thành các bản sao giống hệt nhau và vẫn kết hợp với nhau tại một vùng được gọi là tâm động. Đây là kinetochore, một tập hợp phức tạp của các protein liên kết với các cấu trúc giống như sợi chỉ, các vi ống. Khi quá trình nguyên phân tiến triển, kinetochore phát ánh sáng xanh cho các vi ống để xé các bản sao DNA ra xa nhau, hướng tới các tế bào hình thành mới. Kinetochore là một cỗ máy đẹp đẽ, hoàn mỹ: Bạn gần như không bao giờ mất một nhiễm sắc thể trong một tế bào bình thường. Các protein cấu thành nên nó, nhưng những câu hỏi quan trọng về cách hoạt động của kinetochore vẫn còn bỏ ngỏ: Làm thế nào để nó tự xây dựng lại trong quá trình sao chép nhiễm sắc thể? Làm thế nào nó liên kết với các vi ống? Và nó kiểm soát chúng như thế nào? ”
Hành trình tìm kiếm câu trả lời của Musacchio bắt đầu cách đây hơn 20 năm và được hướng dẫn bởi một phương châm đơn giản: Trước khi hiểu được mọi thứ diễn ra như thế nào, chúng ta hiểu rõ hơn tại sao và cách mọi thứ hoạt động. Do đó, ông bắt tay vào sứ mệnh xây dựng lại kinetochore trong ống nghiệm. Năm 2016, ông có thể tổng hợp một phần kinetochore được tạo thành từ 21 protein. Trong ấn phẩm mới, Musacchio, nghiên cứu sinh Kai Walstein và các đồng nghiệp của họ tại Viện Max Planck ở Dortmund đã có thể tái tạo lại toàn bộ hệ thống: Tất cả các tiểu đơn vị, từ đơn vị liên kết tâm động đến đơn vị liên kết các vi ống, giờ đây trình bày đúng số và phép đo phân tích. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng hệ thống mới hoạt động bình thường, bằng cách thay thế thành công các phần của kinetochore ban đầu trong tế bào bằng các phần nhân tạo. Đây là một cột mốc thực sự trong việc tái tạo một vật thể tồn tại, không bị thay đổi, trong tất cả các tế bào nhân thực kể từ hơn một tỷ năm. Bước đột phá này mở đường cho việc tạo ra các nhiễm sắc thể tổng hợp mang các chức năng có thể tái tạo ở các sinh vật. Tiềm năng cho các ứng dụng công nghệ sinh học có thể rất lớn.
ctngoc