كريسينتين

كريسينتين هو بروتين بكتيري قريب من الخيوط المتوسطة الموجودة في الخلايا حقيقية النواة . وكما هو الحال مع التوبولينات والأكتينات ، وهما بروتينان رئيسيان آخران في الهيكل الخلوي ، واللذان لهما نظائر بدائية النواة في بروتيني FtsZ و MreB على التوالي، فإن الخيوط المتوسطة مرتبطة ببروتين كريسينتين. بعض نظائره تُسمى خطأً بروتين فصل الكروموسومات ParA . توجد هذه العائلة البروتينية في بكتيريا كولوباكتر وميثيلوباكتيريوم .

اكتُشف بروتين كريسينتين عام ٢٠٠٩ على يد كريستين جاكوبس-فاغنر في بكتيريا كولوباكتر كريسينتوس (التي تُعرف الآن باسم فيبريويدس )، وهي بكتيريا مائية تستخدم خلاياها الهلالية الشكل لتعزيز حركتها. ^{[ ١ ]} يقع بروتين كريسينتين على السطح المقعر لهذه الخلايا، ويبدو أنه ضروري لشكلها، إذ تُشكّل الطفرات التي تفتقر إلى هذا البروتين خلايا عصوية الشكل. ^{[ ٢ ]} وللتأثير على شكل خلايا كولوباكتر ، ترتبط حلزونات خيوط كريسينتين بالجانب السيتوبلازمي للغشاء الخلوي على أحد جانبي الخلية. يُحفّز هذا الارتباط شكلاً منحنيًا للخلايا الأصغر سنًا، والتي تكون أقصر من طول اللفة الحلزونية لبروتين كريسينتين، بينما يُحفّز شكلاً لولبيًا في الخلايا الأكبر سنًا والأطول. ^{[ ٣ ]}

على غرار الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى، يتنظم بروتين الكريسنتين في خيوط ويتواجد في بنية حلزونية داخل الخلية. يُعد الكريسنتين ضروريًا لكلا شكلي بدائيات النوى من نوع كولوباكتر (الشكل الاهتزازي/الهلالي والشكل الحلزوني الذي قد تتخذه بعد طور سكون طويل). يتكون بروتين الكريسنتين من 430 حمضًا أمينيًا؛ ويتألف تسلسله في الغالب من نمط مكون من 7 أحماض أمينية متكررة تُشكل بنية حلزونية ملتفة. يحتوي تسلسل الحمض النووي للبروتين على أقسام مشابهة جدًا لبروتينات الكيراتين واللامين في حقيقيات النوى ، وتتضمن في الغالب البنية الحلزونية الملتفة. أثبت أوسميس وآخرون (2003) أنه، مثل بروتينات الخيوط المتوسطة في الحيوانات، يحتوي الكريسنتين على قضيب مركزي يتكون من أربعة أجزاء حلزونية ملتفة. ^{[ 4 ]} يحتوي كل من بروتينات الخيوط المتوسطة وبروتينات الكريسنتين على تسلسل أولي يتضمن أربعة أجزاء حلزونية ألفا بالإضافة إلى نطاقات رابطة غير حلزونية ألفا. يتمثل أحد الاختلافات المهمة بين بروتين الكريسينتين وبروتينات الخيوط المتوسطة الحيوانية في أن الكريسينتين يفتقر إلى عناصر تسلسل توافقية معينة في نهايات نطاق القضيب، وهي عناصر محفوظة في بروتينات اللامين والكيراتين الحيوانية. ^{[ 5 ]}

قُسِّم البروتين إلى عدة نطاقات فرعية مُنظَّمة على غرار بروتينات الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى. ^{[ 6 ]} لا يقتنع جميع الباحثين بأنه نظير للخيوط المتوسطة، بل يقترحون أن التشابه ربما نشأ عبر التطور التقاربي. ^{[ 7 ]} (في الواقع، لا يُظهر تركيب CreS المُصنَّع بتقنية المجهر الإلكتروني فائق البرودة الانقطاع المُقترح الشبيه بالخيوط المتوسطة في القضيب؛ انظر الفقرة التالية).

نُشرت عدة صور مجهرية إلكترونية تبريدية (Cryo-EM) لبروتين كريسينتين في أواخر عام 2023. استخدم الباحثون جسمًا نانويًا يرتبط بجزء محدد من الخيط، مما يُسهّل تحديد بداية ونهاية كل وحدة منه. تتزاوج سلسلتان من جزيء كريسينتين لتكوين لولب ثنائي. ثم تلتقي هاتان السلسلتان جنبًا إلى جنب لتكوين خيط. يرتبط كل خيط من طرفيه بخيط آخر، مما يجعله يستمر كسلسلة. تتزاوج سلسلتان من الخيوط جنبًا إلى جنب لتكوين خيط. ومثل الخيوط الوسيطة في حقيقيات النوى، فإن خيط CreS ثماني الوحدات ويفتقر إلى القطبية العامة. ومع ذلك، لا يُظهر CreS نطاقًا رابطًا في المنتصف، بل يظهر على شكل قضيب متصل. ^{[ 8 ]}

تتجمع بروتينات الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى لتكوين خيوط يتراوح قطرها بين 8 و15  نانومترًا داخل الخلية دون الحاجة إلى طاقة، أي دون الحاجة إلى ATP أو GTP . واصل أوسميس وزملاؤه أبحاثهم حول بروتين الكريسنتين باختبار قدرة هذا البروتين على التجمع في خيوط بهذه الطريقة في المختبر . ووجدوا أن بروتينات الكريسنتين قادرة بالفعل على تكوين خيوط  يبلغ عرضها حوالي 10 نانومترات، وأن بعض هذه الخيوط تتجمع جانبيًا في حزم، تمامًا كما تفعل الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى. ^{[ 4 ]} يشير تشابه بروتين الكريسنتين مع بروتينات الخيوط المتوسطة إلى وجود صلة تطورية بين هذين البروتينين الهيكليين الخلويين.

على غرار الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى، يتميز الخيط المبني من الكريسينتين بمرونته. تتفكك البروتينات الفردية ببطء، مما يجعل البنية صلبة نوعًا ما وبطيئة في إعادة التشكيل. لا يؤدي الإجهاد إلى تصلب البنية، على عكس الخيوط المتوسطة في حقيقيات النوى التي يحدث فيها ذلك. ^{[ 9 ]}