Как клетки закрывают щели: открыт новый механизм
Исследователи из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге приблизились к пониманию того, как клетки закрывают щели не только в эмбриональном развитии, но и при заживлении ран. Их работа, опубликованная в журнале Cell, опровергает прежнее объяснение процесса дорсального закрытия у плодовой мушки Drosophila melanogaster.
Этот процесс изучают как модель для понимания заживления ран у человека, так как оба включают растяжение окружающих эпителиальных клеток для закрытия дефекта.
Старая модель: «шнурок»
Считалось, что в процессе участвуют три компонента:
- Клетки амниосерозы, заполняющие щель.
- Актиновый кабель, окружающий щель.
- Эпителиальные клетки, которые в итоге смыкаются.
По старой модели, некий сигнал заставлял сокращаться клетки амниосерозы и актиновый кабель, который работал как шнурок, стягивая эпителиальные клетки.
Новое открытие: «храповик»
Улучшив временное разрешение съёмки, группа Дэмиана Бруннера обнаружила, что клетки амниосерозы пульсируют на протяжении всей жизни, постоянно сокращаясь и расслабляясь. Каждым сокращением они ненадолго тянут эпителиальные клетки.
Компьютерное моделирование показало, что актиновый кабель работает не как шнурок, а как храповик (ratchet). С каждым импульсом силы от клеток амниосерозы кабель сокращается и не даёт эпителиальным клеткам отодвинуться назад, когда амниосероза расслабляется. Это позволяет клеткам двигаться только в одном направлении — над щелью.
«По сути, у вас есть поле клеток, создающее движущую силу, — резюмирует Дэмиан Бруннер, — а затем вам нужно преобразовать эту силу в движение, добавив храповики, которые фиксируют клетки в состоянии, в котором они должны двигаться».
Учёные полагают, что этот механизм может работать не только при дорсальном закрытии и заживлении ран, но и во многих развивающихся тканях, где перемещение клеточных пластов является ключевым процессом.