Скелет клеток контролирует их размножение

Исследовательская группа из Instituto Gulbenkian de Ciencia (IGC, Португалия) под руководством Флоренс Джаноуди в сотрудничестве с Николя Тапоном из London Research Institute (LRI, Великобритания) обнаружила, что скелет клетки (цитоскелет) может запускать размножение клеток через действие белков, контролирующих клеточную жёсткость. В этом процессе активируются гены, способствующие развитию рака — онкогены, — что приводит к образованию опухолей в живых организмах. Исследование опубликовано в свежем номере журнала Current Biology.

Цитоскелет состоит из сети белковых филаментов. Подобно нашему скелету, он придаёт клетке форму, помогает в движении и служит «дорогой» для перемещения белков внутри клетки. Ранее исследования на культурах клеток показали, что механические силы могут влиять на организацию цитоскелета и приводить к пролиферации клеток. Команда Флоренс Джаноуди продвинулась дальше, показав на живом организме — плодовой мушке (Drosophila melanogaster), — что белки цитоскелета, контролирующие механические силы, могут индуцировать активацию факторов, способствующих росту опухоли.

Учёные наблюдали, что изменение динамики цитоскелета приводит к различным перестройкам в сети филаментов, что напрямую влияет на пролиферацию клеток и разрастание тканей: если цитоскелет становится менее эластичным, клетки размножаются быстрее.

С помощью генетических и молекулярных подходов команда идентифицировала ключевой для этого процесса белок — Zyxin. Этот белок контролирует «правильную» сборку цитоскелета для нормальной функции клетки. Если Zyxin работает неправильно, это нарушает организацию цитоскелета, высвобождая активность других белков, что в конечном итоге приводит к неконтролируемой пролиферации клеток и развитию опухоли.

Флоренс Джаноуди: «Цитоскелет был открыт более 150 лет назад как структура, позволяющая мышцам создавать силу. Лишь недавно мы осознали, что механические силы, генерируемые цитоскелетом, диктуют поведение всех клеток тела. Следующая задача — идентифицировать всё разнообразие сетей филаментов, построенных в клетках, и охарактеризовать их механические свойства».

Педро Гашпар, первый автор исследования: «Мы надеемся, что наши результаты прольют новый свет на понимание того, как механические силы передаются через клеточный скелет и как они влияют на пролиферацию клеток. В будущем эти перспективы могут вдохновить новые биоинженерные подходы в терапии опухолей и регенеративной медицине».

Поскольку белки, идентифицированные у дрозофил как участники этого механизма, существуют и у других организмов, включая человека, ожидается, что аналогичные механизмы работают и в человеческих клетках.