Вчені розкрили таємницю «клею», що з'єднує клітини та дозволяє їм спілкуватися

Науковці з Northwestern Medicine зробили важливе відкриття щодо механізмів функціонування міжклітинного «клею», який забезпечує взаємодію між клітинами. Результати дослідження, опубліковані в престижному науковому журналі Nature Communications, відкривають нові горизонти в розумінні основних біологічних процесів.

Для ефективного спілкування та передачі клітинного матеріалу клітини в тканинах з'єднуються шляхом злиття їхніх цитоскелетів та клітинних мембран. Ці з'єднувальні структури, відомі як адгерентні контакти, відіграють критичну роль у розвитку та оновленні тканин, проте досі залишалися недостатньо вивченими.

«Те, що ми досліджували, простими словами, це клей, який з'єднує клітини», — пояснює Сергій Троянівський, доктор філософії, професор дерматології, клітинної та еволюційної біології та головний автор дослідження. «Одне з основних питань, яке ми ставили: що відбувається спочатку? Дві клітини спершу встановлюють контакт, а потім реагує внутрішньоклітинний механізм, чи навпаки?»

У ході дослідження Троянівський та його колеги спостерігали за формуванням адгерентних контактів у культивованих клітинах, використовуючи спеціально розроблені мутовані клітинні лінії. Це дозволило їм виявити ранні етапи взаємодії між цитоскелетом та E-кадгерином — протеїном, який функціонує як клітинний «клей».

Вчені з'ясували, що перед тим, як клітини встановлюють з'єднання через адгерентні контакти, вони створюють численні малі «передз'єднання», пов'язані з цитоскелетом, на поверхні своїх мембран. Коли відбувається контакт з іншими клітинами, ці передз'єднання починають дозрівати і формувати справжні адгерентні контакти.

Крім того, дослідники виявили, що ці «передз'єднання» формуються шляхом полімеризації протеїну, що взаємодіє з E-кадгерином, відомого як альфа-катенін, вздовж філаментів цитоскелету.

Отримані результати проливають нове світло на фундаментальні клітинні процеси, які відбуваються в широкому спектрі тканин організму.

«Розуміння цього процесу наближає нас до розуміння того, що йде не так при різних захворюваннях», — зазначає Троянівський. «Наприклад, пошкодження міжклітинної комунікації лежить в основі таких шкірних захворювань, як екзема, а порушення міжклітинної адгезії може сприяти розвитку раку та інших аутоімунних захворювань».

Спираючись на ці відкриття, Троянівський та його співробітники продовжать вивчати міжклітинні взаємодії та механізми формування інших типів з'єднань.

«Це важливо, оскільки вперше демонструє точний механізм формування міжклітинного контакту. Але це лише один механізм. Наступне питання: чи мають клітини лише цей один механізм для формування адгерентних з'єднань? Наші попередні дані свідчать, що існує кілька інших стратегій, які клітини можуть використовувати для побудови подібних адгезивних структур», — підсумовує Троянівський.

Це дослідження, опубліковане в Nature Communications, представляє значний крок у розумінні клітинної біології та відкриває нові можливості для вивчення механізмів, що лежать в основі розвитку різних захворювань, пов'язаних з порушенням міжклітинної взаємодії.