Контакты эндоплазматического ретикулума с мембраной определяют полярность мигрирующих клеток

Исследователи из Weill Cornell Medicine обнаружили, что взаимодействия между эндоплазматическим ретикулумом (ЭР) и плазматической мембраной (ПМ) внутри клеток помогают установить передне-заднюю «полярность», необходимую для миграции клеток.

Как сообщается 12 июня в Nature, контакты между ЭР и внутренней стороной ПМ более крупные и плотные в задней части мигрирующей клетки и более мелкие и разреженные спереди. Этот градиент, по-видимому, является базовым структурным детерминантом движения клетки: когда исследователи искусственно индуцировали контакты ЭР-ПМ в передней части движущихся клеток, клетки меняли направление на противоположное.

«Мы считаем, что это открытие знаменует большой сдвиг в понимании клеточной полярности в контексте миграции клеток — и, вероятно, в некоторых других контекстах», — сказал старший автор Тобиас Майер.

Ключевые наблюдения:

• Градиент «задняя часть — передняя часть» был очевиден во всех протестированных типах клеток, в плоских и 3D-средах, а также в клетках, мигрирующих индивидуально или коллективно.
• Скорость мигрирующих клеток была выше, когда разница в плотности контактов ЭР-ПМ между задней и передней частью была больше.
• В основе этого эффекта контроля скорости лежит ассоциированная с ЭР фосфатаза, которая работает в заднем конце движущейся клетки, подавляя сигнализацию, характерную для переднего конца.

Структурная основа:

Плотность контактов ЭР-ПМ выше в задней части, потому что ЭР там имеет относительно плоскую структуру, тогда как спереди он относительно трубчатый и волнистый и не может так плотно контактировать с мембраной.

Исследователи предполагают, что эта вновь обнаруженная структурная полярность контактов ЭР-ПМ является главной основой для сигнальной и других форм полярности, наблюдаемых в мигрирующих клетках.

Значение:

Это исследование может помочь в разработке будущих подходов для лечения или предотвращения проблемной миграции клеток, такой как метастазирование опухолей. Оно также может иметь отношение к другим формам клеточной полярности, например, в нейронах, где мутации белков, формирующих ЭР, связаны с нейродегенеративными заболеваниями.