Суперразрешающая микроскопия раскрыла многослойную организацию адгезионных контактов клеток

Развитие суперразрешающей микроскопии позволило ученым впервые детально «картографировать» белковые машины, обеспечивающие межклеточную адгезию. Исследование международной группы под руководством доцента Пакорна (Тони) Канчанавонга из Института механобиологии Сингапура (MBI) и доктора Кристины Бертокки показало, как организованы контакты на основе кадгеринов.

Ключевое открытие: многослойная организация

Используя суперразрешение, ученые определили положение и ориентацию белковых компонентов кадгериновых адгезий. Они обнаружили выраженную компартментализацию: компоненты организованы в несколько слоев.

• Слой кадгерина (вне клетки) и слой цитоскелета (актина, внутри клетки) разделены интерфейсным слоем.
• В этом интерфейсном слое ключевую роль играет белок винкулин.

Роль винкулина: молекулярный мост и сенсор

Доктор Бертокки наблюдала, что винкулин может претерпевать драматическую трансформацию формы:

• Переключаться из компактного состояния в сильно вытянутую форму.
• Эта вытянутая форма способна растягиваться на 30 нанометров и более — ровно на расстояние, которое разделяет кадгерин и цитоскелет.
• Таким образом, винкулин служит мостом, связывающим кадгериновый и актиновый слои.

Форма винкулина (растянутая или компактная) определяется как механическим натяжением, так и биохимическими сигналами. Это позволяет винкулину тонко настраивать механические свойства клеточных контактов в ответ на изменения во внешней среде.

Значение исследования

Возможность непосредственно наблюдать молекулярные машины, такие как кадгериновая адгезия, демонстрирует мощь суперразрешающей микроскопии. Составленная «карта» белковых компонентов позволяет лучше понять, как формируются, поддерживаются, регулируются и укрепляются межклеточные контакты для выполнения жизненно важных биологических функций.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Cell Biology в декабре 2016 года.