Одноклеточный эукариот использует нетрадиционные компоненты цитоскелета для динамического изменения формы

Исследовательская группа под руководством профессора Мяо Вэй из Института гидробиологии Китайской академии наук обнаружила, что клетки Lacrymaria используют нетрадиционные и новые компоненты цитоскелета для достижения своей замечательной способности к динамическому изменению формы. Исследование опубликовано в Current Biology.

Эукариотические клетки полагаются на динамические изменения формы для выполнения различных функций, поддержания жизненно важных процессов и регуляции клеточного поведения. Эти изменения в значительной степени обусловлены организацией и расположением компонентов цитоскелета.

Одним из самых удивительных примеров является одноклеточный ресничный эукариот Lacrymaria, известный своей необычной динамической изменчивостью формы. Он обладает гибкой «шейкой», которая может вытягиваться в несколько или даже десятки раз больше длины тела для захвата добычи, демонстрируя удивительную эластичность и свободу движения.

В этом исследовании, с помощью масс-спектрометрии и высококачественного генома Lacrymaria, учёные выяснили молекулярный состав шейки. Они обнаружили, что замечательное морфологическое изменение у Lacrymaria связано с уникальной актин-миозиновой системой, а не с Ca²⁺-зависимой системой, характерной для других сократительных инфузорий.

Исследователи выявили, что молекулярной и структурной основой системы сокращения шейки у Lacrymaria являются:

• Мионемный цитоскелет, состоящий из белков центрин-миозина.
• Микротрубочковый цитоскелет, содержащий новый гигантский белок.

Кроме того, был обнаружен нетрадиционный актин, подобный плазмодиальному, который может формировать высокодинамичные короткие филаменты. Вероятно, он способствует координации между этими двумя цитоскелетами, тем самым управляя экстремальной клеточной деформацией Lacrymaria.

«Это уже вторая новая система цитоскелета, обнаруженная у инфузорий после наших более ранних находок у Spirostomum. Эукариоты демонстрируют разнообразный спектр систем цитоскелета, а инфузории, такие как Lacrymaria и Spirostomum, известные своей необычной клеточной подвижностью, служат отличными моделями для их изучения», — сказал профессор Мяо.

Результаты исследования важны для понимания клеточного движения, а также эволюции и разнообразия цитоскелета. Они также дают ценную информацию для будущих биомиметических разработок в области микроскопической робототехники.