Клетка — это не остров. У каждой из них есть множество способов обнаружить свое окружение и даже физически связаться с соседями или врагами с помощью странных клеточных придатков.
Эти выступы, похожие на щупальца, называются филоподиями, и новое исследование позволило нам лучше понять, как они позволяют клеткам передвигаться, скручивая скелетоподобный внутренний каркас.
"Эти структуры играют ключевую роль… позволяя клеткам исследовать окружающую среду, генерировать механические силы, осуществлять химическую сигнализацию или передавать сигналы через межклеточные туннельные наномосты", — пишут исследователи в своей работе.
"Динамика филоподий представляется довольно сложной, поскольку они демонстрируют богатое поведение, состоящее из сгибания, вытягивания, изменения длины и формы. Здесь мы показываем, что филоподии дополнительно исследуют свое трехмерное внеклеточное пространство, сочетая рост и сжатие с осевым скручиванием и изгибом своего богатого актином ядра".
Это ядро состоит из белков, называемых актином и миозином. Команда, возглавляемая биофизиками из Института Нильса Бора в Дании, сравнивает это недавно открытое движение скручивания и сгибания с резиновой лентой.
При скручивании резинка сжимается и внезапно может двигаться самостоятельно, возвращаясь к своей первоначальной, нескрученной конфигурации. В сердцевинах филоподий белки миозина наматываются на белки актина, скручивая их в спирали или изгибы. Благодаря этому движению клеточные "щупальца" могут ощущать окружающую среду, взаимодействовать с другими клетками или микроорганизмами и даже передвигаться.
"Они способны изгибаться — если хотите, скручиваться — таким образом, что могут исследовать все пространство вокруг клетки и даже проникать в ткани, находящиеся в их окружении", — говорит ведущий автор работы, биофизик Института Нильса Бора Наташа Лейнсе.
Команда использовала оптический пинцет и конфокальный микроскоп, чтобы физически наблюдать, как скручиваются актиновые и миозиновые валы; затем они построили физическую модель, чтобы подтвердить, что движение возникает спонтанно из-за того, что эти молекулы заключены в узкие каналы внутри филоподий.
Оптический пинцет — это удивительная техника, в которой идеально откалиброванные лазерные лучи удерживают крошечный объект на месте. В данном случае оптический пинцет использовался на крошечной бусинке, к которой филоподий рос и затем застревал, удерживая "щупальце" на месте.
Исследователи использовали различные клетки, чтобы подтвердить, что это не единичное явление — они изучали все, от клеток рака молочной железы человека до клеток эмбриональных почек человека.
Наличие этих структур в большом количестве клеток означает, что это может стать еще одним направлением для изучения таких заболеваний, как рак.
"Раковые клетки отличаются высокой инвазивностью. И есть основания полагать, что они особенно зависят от эффективности своих филоподий в плане изучения своего окружения и облегчения распространения", — говорит биофизик Института Нильса Бора Поул Мартин Бендикс.
"Таким образом, можно предположить, что, найдя способы подавления филоподий раковых клеток, можно остановить их рост".
Для этого потребуется еще много исследований — в настоящее время ученые только наблюдают за этим процессом, но узнать что-то новое о наших собственных клетках — это всегда захватывающая часть фундаментальных исследований.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Comments are closed.