Стабильность без контактов: кадгерин предотвращает деформацию клеточного кортекса
Учёные из Института механобиологии (MBI) Национального университета Сингапура (NUS) обнаружили, что кластеры белка кадгерина, известные своей ролью в формировании контактов между клетками, также стабилизируют клеточный кортекс. Исследование опубликовано в журнале Current Biology 15 декабря 2016 года.
Новая роль кадгерина
Многоклеточная жизнь зависит от способности клеток прилипать друг к другу через клеточные контакты — белковые комплексы, физически соединяющие клетки. Ключевым белком контактов является кадгерин, который пронизывает клеточную мембрану, соединяясь с кадгеринами соседних клеток. Внутри клетки кадгерин прикрепляется к кортексу — плотному слою белков под мембраной, состоящему из актиновых филаментов (обеспечивают стабильность) и моторного белка миозина (обеспечивает движение).
Однако на поверхности клеток также наблюдаются кластеры кадгерина, не участвующие в межклеточных контактах. Их функция оставалась неизвестной.
Исследование на C. elegans
Используя эмбрионы нематоды C. elegans, учёные изучили функцию этих "неконтактных" кластеров. Они пометили флуоресцентным маркером аналог кадгерина у червя — белок HMR-1.
В зиготе (оплодотворённой яйцеклетке) HMR-1 формировал неконтактные кластеры, которые:
Не соединялись с внешней средой.
Оставались связанными с актиновыми филаментами кортекса.
Не связывались с миозином.
Предотвращали накопление миозина в кортексе и снижали его сократительную активность.
Регуляция деления клетки
Чтобы проверить влияние на цитокинез (процесс деления клетки), учёные изменили уровень HMR-1:
- Снижение HMR-1 → ускорение цитокинеза.
- Повышение HMR-1 → замедление цитокинеза.
Анализ показал, что кластеры HMR-1, прикреплённые к актину, создают "трение" или сопротивление движению цитоскелета, выступая в роли якорей в мембране. Эмбрионы с пониженным уровнем HMR-1 были уязвимы к расщеплению кортекса — отрыву его сегмента от мембраны.
Вывод: клеточные "скобы"
Неконтактные кластеры HMR-1 действуют как клеточные "скобы", прикрепляющие кортекс к мембране. Они стабилизируют кортекс, замедляют его поток и предотвращают сильную деформацию, при этом позволяя осуществлять необходимые процессы вроде цитокинеза.
Это открытие заставляет пересмотреть понимание роли кадгерина: теперь необходимо учитывать не только его классическую функцию в межклеточных контактах, но и новую — в стабилизации клеточного кортекса. Это может открыть новые направления для изучения роли кадгерина в здоровье и болезнях.