Исследование «клея», который скрепляет клетки и позволяет им общаться
Учёные из Northwestern Medicine раскрыли новые детали о том, как функционирует межклеточный «клей», обеспечивающий взаимодействие между клетками, как описано в исследовании, опубликованном в Nature Communications.
Для общения и передачи клеточного груза клетки в тканях могут связываться, сливая свои цитоскелеты и клеточные мембраны.
Эти соединительные структуры, называемые адгезивными контактами (adherens junctions), играют важную роль в развитии и обновлении тканей, но остаются малоизученными, заявил Сергей Трояновский, доктор философии, профессор дерматологии, клеточной и биологии развития и старший автор исследования.
«Простыми словами, мы изучали здесь клей, который соединяет клетки», — сказал Трояновский. «Один из базовых вопросов был: "Что первично? Две клетки вступают в контакт, а затем внутриклеточный механизм реагирует, или наоборот?"»
В исследовании Трояновский и его лаборатория наблюдали за формированием адгезивных контактов в культивируемых клетках, используя специально созданные мутантные клеточные линии. Это позволило им обнаружить ранние этапы взаимодействия между цитоскелетом и E-кадгерином — клеточным «клеевым» белком.
Они обнаружили, что до того, как клетки устанавливают соединения через адгезивные контакты, они создают множество небольших «предконтактов» (pre-junctions), связанных с цитоскелетом, на поверхности своих мембран. Когда устанавливается контакт с другими клетками, эти «предконтакты» начинают созревать и формировать истинные адгезивные контакты.
Кроме того, исследователи выяснили, что эти «предконтакты» образуются путём полимеризации взаимодействующего с E-кадгерином белка альфа-катенина вдоль нитей цитоскелета.
Полученные данные проливают новый свет на базовые клеточные процессы, происходящие в самых разных тканях организма, отметил Трояновский.
«Понимание этого процесса приближает нас к пониманию того, что идёт не так при различных заболеваниях», — сказал Трояновский. «Например, нарушение межклеточной коммуникации лежит в основе кожных заболеваний, таких как экзема, а болезни клеточной адгезии могут способствовать развитию рака и других аутоиммунных заболеваний».
Основываясь на этих результатах, Трояновский и его коллеги продолжат изучать межклеточные взаимодействия и формирование других типов контактов.
«Это важно, потому что впервые показан точный механизм сборки клеточных контактов. Но это лишь один механизм. Следующий вопрос: есть ли у клеток только этот один механизм для формирования адгезивных контактов? Наши предварительные данные говорят, что существует несколько других стратегий, которые клетки могут использовать для построения подобных адгезивных структур», — заключил Трояновский.