Учёные открыли сигнальный путь, позволяющий клеткам достигать цели через отталкивание
В процессе роста, деления, развития, регенерации, а также при раковом росте и образовании метастаз клетки вступают в контакт друг с другом. При таком контакте происходит обмен информацией с помощью белков, встроенных в клеточные мембраны и образующих друг с другом прочные комплексы по принципу «замок-ключ».
Для передачи сигнала отталкивания эти связи необходимо разорвать. Самый быстрый способ, как выяснилось, — поглощение (эндоцитоз) белкового комплекса из мембраны соседней клетки. Учёные из Института нейробиологии Общества Макса Планка определили молекулы, контролирующие этот процесс.
Ключевую роль в контакте часто играют белки эфрины и Eph-рецепторы. Они находятся на поверхности почти всех клеток. При встрече двух клеток их эфрины и Eph-рецепторы соединяются, образуя прочные комплексы ephrin/Eph. Эти комплексы затем запускают процесс отталкивания через внутриклеточные сигнальные пути.
Проблема в том, что клетки, желая быстро разделиться, остаются связанными прочным комплексом ephrin/Eph. Решение: клетка настолько наращивает свою мембрану вокруг отдельных комплексов, что комплекс с окружающей мембраной отщепляется от соседней клетки и полностью поглощается.
Исследователи обнаружили ещё в 2003 году, что клетки могут использовать этот процесс эндоцитоза для разделения. Теперь, благодаря прогрессу в молекулярной биологии, удалось детально показать, как процесс контролируется.
Сигнальный путь контролируется белками Tiam и ферментами Rac. С помощью серии генетических модификаций и целенаправленного отключения отдельных клеточных компонентов учёные показали:
- Образование комплекса ephrin/Eph активирует сигнальные белки Tiam.
- Это приводит к активации ферментов Rac.
- Rac, в свою очередь, вызывает поглощение комплексов ephrin/Eph клеточной мембраной за счёт локальной перестройки актинового цитоскелета.
Если один из этих компонентов отсутствует, процесс эндоцитоза блокируется, и клетки не отталкиваются, а остаются прикреплёнными.
Открытие важно для понимания развития нейронных сетей и других систем органов. Результаты также представляют значительный интерес для онкологии: благодаря способности контролировать отталкивание клеток, эфрины и Eph-рецепторы играют важную роль в инвазии тканей раковыми клетками и образовании метастаз. Лучшее понимание этого сигнального пути может способствовать разработке новых лекарств для борьбы с раком.