Мышечные клетки-мачо пробиваются к слиянию силой

Согласно новому исследованию Университета Джонса Хопкинса, слияние мышечных клеток — это силовая борьба. В ней участвует меньший подвижный антагонист, который направляет, тыкает и в итоге внедряется в своего более крупного стационарного партнера с помощью недавно идентифицированной пальцевидной проекции.

В статье, опубликованной 29 ноября в Journal of Cell Biology, исследователи описали эксперименты на эмбрионах плодовой мушки. Они показали, что главную роль в клеточной силовой борьбе играет инвазивная проекция, движимая быстрой элонгацией актиновых филаментов.

«Мы обнаружили, что две мышечные клетки не просто открывают свои мембраны и симметрично сливаются. Слияние мышечных клеток — это на самом деле инвазивная битва», — говорит Элизабет Х. Чен, доктор философии, доцент кафедры молекулярной биологии и генетики.

До этого исследования считалось, что обогащенные актином скопления («блобы») равномерно распределены на мембранах клеток, готовящихся к слиянию. Однако, наблюдая за накоплением этих скоплений генетическими методами, команда пришла к выводу, что актиновая структура производится только в одном из двух типов мышечных клеток — агрессивном миобласте, компетентном к слиянию, — а не в стационарной клетке-основателе. Дальнейший анализ изображений, сделанных с помощью электронного микроскопа, показал, что миобласт вытягивает несколько пальцевидных выступов в сторону клеток-основателей и в конечном итоге форсирует слияние, образуя открытую пору.

«Там, где мы когда-то видели только скопления актина, теперь мы могли ясно разглядеть пальцевидные выступы, исходящие из одной клетки в другую. Это действительно помогло нам связать эту структуру с инвазивными подосомами», — говорит Чен.

Новая работа, по словам Чен, впервые показывает инвазивную подосомоподобную структуру в развивающейся ткани любого типа. Хотя подосомы были открыты несколько десятилетий назад в исследованиях клеток, растущих в чашках, их не наблюдали в развивающемся организме и не связывали с механизмом слияния клеток.

«Возможно, это новое понимание слияния мышечных клеток будет применимо и к другим сливающимся клеткам, таким как яйцеклетка и сперматозоид, а также к клеткам, резорбирующим кость, и клеткам, жизненно важным для иммунного ответа», — отмечает Чен.

Слияние мышц является неотъемлемой частью регенерации мышц при генетических и приобретенных мышечных заболеваниях. Точное понимание этого базового клеточного события может иметь важные клинические применения для людей с мышечной дистрофией и другими дегенеративными расстройствами.