Новый метод визуализации в реальном времени показывает, как клеточная "ремонтная бригада" заделывает протечки в биологическом барьере

Исследователи из Мичиганского университета впервые напрямую зафиксировали кратковременные "протечки" в эпителиальных тканях в момент их возникновения. Это стало возможным благодаря новой методике микроскопии в реальном времени — ZnUMBA (Zinc-based Ultrasensitive Microscopic Barrier Assay).

Эпителиальные ткани, выстилающие наши органы, образуют барьер, защищающий от бактерий, вирусов и других патогенов. Когда между клетками возникают потенциально опасные промежутки, запускается молекулярный механизм ремонта.

Ключевые открытия:

• Причина протечек: Нарушение барьерной функции происходит при растяжении межклеточных контактов во время изменения формы клеток в эмбрионе лягушки.
• Активный ремонт: Обнаруженные утечки были кратковременными, что указывает на существование активного механизма "починки".
• Молекулярный механизм: Ремонт включает локальную активацию белка Rho — внезапную вспышку активности ("Rho flare"). Rho, в свою очередь, активирует белки, которые сокращают контакт и восстанавливают его целостность.

"Мы обнаружили, что клетки в норме очень активны в поддержании барьера", — отмечает первый автор работы Рэйчел Стивенсон. — "Этот ремонтный механизм работает быстро и строго локально, затрагивая лишь малую часть клеточного контакта".

Значение исследования:

Новый метод может помочь понять механизмы заболеваний, связанных с нарушением эпителиального барьера (вызванных микробами, аллергенами, воспалительными и иммунными расстройствами, диабетом и даже раком), и потенциально использоваться для скрининга лекарств.

Сейчас команда работает над тем, чтобы выяснить, как именно "включается" Rho в нужное время и месте, и идентифицировать другие белки "клеточной ремонтной бригады".

Исследование опубликовано 14 февраля в журнале Developmental Cell.