Sophie Roth
kollaboratörer: Marcel Janson, Bela Mulder, Samara Reck-Peterson och Franck J Jacoblicher
viktiga funktioner hos eukaryota celler, som motilitet eller uppdelning, beror känsligt på cytoskeletal mekanik och organisation. I synnerhet är mikrotubuli (MTs) dynamiska polymerer som kan flytta och placera organeller såsom deras mikrotubuli-organiserande centrum (MTOC) genom att trycka, dra eller glida. Till exempel placerar CHO-celler under migrering sin MTOC vid framkanten (Figur 1a, topp), medan under celldelning placerar de två Mtocsna vid motsatta poler och bildar en spindelstruktur (Figur 1a, botten).
mikrotubuli växer radiellt från sina MTOCs. Vi strävar efter att förstå hur en eller två sådana radiella arrays av mikrotubuli kan placera i inneslutning och hur denna positionering beror på mikrotubuldynamik, inneslutningsform, krafter och proteiner som är kända för att vara involverade i positioneringsprocesser. För detta antar vi en bottom up-strategi genom att bygga in vitro minimala system. Vi odlar mikrotubuli från kärnbildande centra och begränsar dem i olika geometrier (Figur1 B och C), efterliknar den begränsade miljön i en cell. Vi lägger till proteiner som är kända för att påverka placeringen av dessa MTOCs in vivo, antingen genom att påverka dynamiken i mikrotubuli eller de krafter som utövas på MTOCs.
i vårt projekt ’mitotic spindle’ begränsar vi två dynamiska asters inuti 3D vatten-i-oljeemulsionsdroppar gjorda med mikrofluidik (Figur 2). Vi har valt dessa 3D vatten-i-oljeemulsionsdroppar för sin sfäriska form, som liknar en cell som genomgår delning. Vi studerar placeringen av dessa centrosomer genom att snurra diskkonfokal mikroskopi (Figur 2B och C + film). Vi visar att mycket enkla system, som endast involverar mikrotubuldynamik, inneslutning, tryck-och dragkrafter kan leda till självorganiserade mönster som är biologiskt relevanta. I synnerhet reproducerar vi en’ mitotisk spindel ’ som organisation med bara dessa komponenter.