Механическое напряжение — ключевой фактор слияния клеток, выяснили учёные

Слияние клеток требует двух активных партнёров: один отправляет выступы в соседнюю клетку, а другой удерживает позицию и помогает завершить процесс. Исследователи обнаружили, что клетка-реципиент выполняет свою роль, в частности, за счёт того, что ключевой структурный белок устремляется к месту слияния в ответ на давление на клеточную мембрану, а не ждёт химических сигналов. Исследование, проливающее свет на процесс, важный для формирования и регенерации мышц, оплодотворения и иммунного ответа, опубликовано 9 марта в журнале Developmental Cell.

«Мы знали, что при слиянии одна клетка атакует партнёра, но не знали, что делает другая клетка», — говорит Элизабет Чен, доктор философии, доцент молекулярной биологии и генетики в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса. — «Теперь мы знаем, что другая клетка оказывает некоторое сопротивление».

Слияние двух клеток, ключевое для зачатия, развития и физиологии сложных организмов, долго считалось симметричным процессом. Однако два года назад группа Чен показала, что один из партнёров инициирует процесс, образуя пальцевидные выступы, которые внедряются в другую клетку.

В новом исследовании группа Чен и её коллеги сосредоточились на клетке-реципиенте. Используя эмбрионы плодовой мушки и культивируемые клетки мух, индуцированные к слиянию, они увидели, что в местах «вторжения» клетки-реципиенты быстро укрепляли свой цитоскелет, фактически оказывая ответное давление. «Мы считаем, что, укрепляя свой скелет таким образом, клетка-реципиент избегает отдаления от атакующей клетки, что сделало бы слияние невозможным», — поясняет Чен. — «Взаимодействие двух клеток, давящих друг на друга, сближает их мембраны, позволяя слиянию произойти».

Но как строительные блоки цитоскелета, такие как белок миозин II, привлекаются к месту слияния? Чтобы выяснить это, группа Чен изменила в эмбрионах мух белки на поверхности клетки-реципиента, которые, как известно, передают химические сигналы. «В большинстве клеток мы всё равно видели, как миозин скапливается в месте слияния, несмотря на отключение химической сигнализации», — говорит Чен. Другими словами, миозин способен чувствовать и реагировать на давление снаружи клетки. Этот «механосенсорный» ответ миозина также наблюдался, когда коллеги Чен использовали крошечную пипетку для приложения силы растяжения или миниатюрный зонд для приложения силы сжатия к культивируемым клеткам.

Однако в процессе клеточного слияния ещё много неизвестного. Далее группа Чен планирует изучить, как давление передаётся от клеточной мембраны к цитоскелету и какие белки на мембране облегчают слияние.