นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมึนสเตอร์ (University of Münster) ประเทศเยอรมนี เผยแพร่ผลงานวิจัยในวารสาร Current Biology ระบุถึงการค้นพบกลไกสำคัญของโปรตีน Orbit (หรือ CLASP) ในการสร้างแรงดันทางกลศาสตร์เพื่อขยายขนาดเซลล์และเนื้อเยื่อเยื่อบุผิว ผ่านกระบวนการยับยั้งภาวะอัมพาตของไมโครทิวบูล (Microtubules) ในตัวอ่อนแมลงหวี่ (Drosophila)
กลไกการทำงานของโปรตีน Orbit ในการควบคุมไมโครทิวบูล
ทีมนักวิจัยพบว่าโปรตีน Orbit ซึ่งเป็นโฮโมโลกของ CLASP ทำหน้าที่เข้าจับและปกป้องบริเวณปลายบวก (Plus end) ของไมโครทิวบูลชนิด Non-centrosomal ที่บริเวณขอบเซลล์ (Cell cortex) ส่งผลให้ไมโครทิวบูลคงสภาวะหยุดนิ่ง (Pause state) ได้นานขึ้น และลดความถี่ในการเกิดการสลายตัวอย่างรวดเร็ว (Catastrophe) จึงทำให้ไมโครทิวบูลสามารถสะสมพลังงานจากการยืดตัว (Polymerization) เพื่อสร้างแรงดันค้ำยันเยื่อหุ้มเซลล์ได้สำเร็จ
การศึกษายังชี้ให้เห็นว่าเมื่อมีการยับยั้งการทำงานของโปรตีน Orbit ผ่านเทคนิค RNAi จะส่งผลให้ไมโครทิวบูลเกิดการสลายตัวบ่อยครั้ง เครือข่ายไมโครทิวบูลสูญเสียการจัดเรียงตัวตามแกน และทำให้เนื้อเยื่อปีกของตัวอ่อนแมลงหวี่ไม่สามารถยืดขยายขนาดตามปกติได้ ในทางกลับกัน การเพิ่มปริมาณโปรตีน Orbit จะช่วยเพิ่มความยั่งยืนของไมโครทิวบูล และกระตุ้นให้เกิดการยืดตัวของเซลล์อย่างมีทิศทาง
การสร้างโครงสร้างยื่นออกนอกเซลล์โดยไม่อาศัยแอกติน
ผลการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) และการบันทึกภาพเซลล์ขณะมีชีวิต แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของโปรตีน Orbit สามารถดันให้เยื่อหุ้มเซลล์ยื่นออกไปคล้ายรอยหยัก (Filopodia-like protrusions) โดยโครงสร้างดังกล่าวเกิดขึ้นจากกลุ่มของไมโครทิวบูลเพียงอย่างเดียว และปราศจากการทำงานของเส้นใยแอกติน (F-actin) ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ว่าไมโครทิวบูลสามารถสร้างแรงดันทางกลศาสตร์เพื่อปรับเปลี่ยนรูปทรงของเซลล์และเนื้อเยื่อได้โดยตรง
“การศึกษานี้ระบุว่าการคงสภาพไมโครทิวบูลโดยมีโปรตีน CLASP เป็นตัวกำหนด ไม่ได้เป็นเพียงแค่การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมทางพลวัตของไมโครทิวบูลเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นสวิตช์ทางกลศาสตร์ที่ตัดสินว่าไมโครทิวบูลจะพังทลายลงภายใต้แรงอัด หรือจะคงอยู่เพื่อปรับเปลี่ยนโครงสร้างทางเรขาคณิตของเนื้อเยื่อเยื่อบุผิว” ดร. Maja Matis หัวหน้าทีมวิจัยและผู้ติดต่อหลัก จาก Institute of Cell Biology มหาวิทยาลัยมึนสเตอร์ กล่าว
#ข่าวนวัตกรรม, #CurrentBiology, #งานวิจัยชีววิทยา, #Microtubules, #UniversityOfMünster
