Учёные открыли новый клеточный механический преобразователь
Исследовательская группа обнаружила новый регулятор, управляющий тем, как клетки реагируют на механические сигналы. Результаты опубликованы в Nature Cell Biology.
Традиционно много исследований в клеточной биологии было сосредоточено на понимании реакции клеток на химические сигналы. Однако клетки также реагируют на механические стимулы, такие как плотность клеток, их размер и жёсткость субстрата, экспрессируя специфические гены. Механизмы, с помощью которых механические регуляторы воспринимают такие стимулы, оставались малоизученными.
В этой работе исследователи использовали человеческие эмбриональные стволовые клетки (hESCs), чтобы изучить, как клетки обнаруживают и реагируют на механические сигналы. Анализируя транскриптом hESCs, выращенных при разной плотности клеток, учёные определили ключевого игрока — ETV4, который отвечает за реакцию на изменения плотности и контролирует дифференцировку.
Команда расшифровала механизм восприятия механических сигналов ETV4:
- Интегриновые рецепторы распознают изменения плотности клеток.
- Это модулирует эндоцитоз рецептора на поверхности клетки — рецептора фактора роста фибробластов (FGFR).
- Механическая регуляция эндоцитоза FGFR через ERK-сигнальный путь определяет стабильность белка ETV4.
В процессе дифференцировки стволовых клеток ETV4 направляет образование мезендодермы в областях с низкой плотностью клеток и способствует развитию нейроэктодермы в областях с высокой плотностью. Учёные установили, что новый механотрансдьюсер ETV4 связывает динамику плотности клеток с их дифференцировкой.
Профессор POSTECH Дживон Джанг, руководивший исследованием, заявил: «Мы раскрыли важность механических сигналов в регуляции дифференцировки стволовых клеток и ключевую роль ETV4. Учитывая, что ETV4 является критическим онкогеном, мы планируем использовать это знание для разработки технологий контроля раковых клеток с помощью механических сигналов».
В команду также вошли аспирант Сынбок Ян с кафедры наук о жизни POSTECH и доктор Махди Голкарам с кафедры машиностроения Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB).