Учёные обнаружили роль клеточного скелета в образовании опухолей

Учёные из Института Гульбенкяна в Португалии обнаружили неожиданную связь между скелетом клетки и размером органов. Команда под руководством Флоренс Дженоди показала в журнале Development, что один из белков, регулирующих цитоскелет, также блокирует активацию генов, способствующих выживанию и пролиферации клеток. Эти результаты важны для исследования рака, так как помогают понять, как гены пролиферации аномально активируются, что часто приводит к опухолям.

Во время развития эмбриона клетки пролиферируют, а органы растут. Этот процесс жёстко регулируется на нескольких уровнях, чтобы органы не перерастали тело. Ключевым регулятором здесь является белковый комплекс Hippo, впервые идентифицированный у плодовой мушки Drosophila melanogaster. Мухи-мутанты с дефектным комплексом крупнее обычных — они похожи на гиппопотамов. Поиск аналогичных генов выявил схожую роль комплекса Hippo у млекопитающих — органы вырастают больше, чем должны. У взрослых особей этот аномальный и несвоевременный рост часто приводит к образованию опухолей.

Множество работ показало, что сам комплекс Hippo регулируется рядом сигнальных путей внутри клетки. Группа Флоренс Дженоди обнаружила новый и неожиданный сигнал: цитоскелет, в частности один из его белков — актин-каппирующий белок.

Используя личинок Drosophila, команда показала, что когда актин-каппирующие белки неактивны, происходит чрезмерный рост ткани в области, которая станет крылом взрослой особи. Этот рост напоминает образование опухоли. Исследователи изучили различные этапы процесса, ведущего к аномальному росту. Инактивация актин-каппирующих белков приводит к накоплению актина — основного компонента цитоскелета; это снижает активность комплекса Hippo, оставляя другой белок, Yorkie, свободным для воздействия на ДНК в ядре и включения генов пролиферации.

Цитоскелет выполняет несколько функций в клетке: обеспечивает структуру, подвижность (позволяет клеткам двигаться, менять форму и делиться) и мембранный трафик (транспорт белков и других крупных молекул внутри клетки). Белок актин образует кабели, пересекающие клетку. Концы этих кабелей постоянно удлиняются и укорачиваются. В этом процессе участвуют актин-каппирующие белки.

По словам Флоренс: «Мы выяснили, что цитоскелет должен быть очень жёстко регулируем внутри клетки, чтобы предотвратить аномальный рост у личинок. Поскольку Hippo также активен у взрослых особей и у млекопитающих, мы считаем, что эти результаты дают представление о том, как можно манипулировать этим процессом в человеческих клетках с целью предотвращения образования опухолей или блокирования их прогрессирования».