Ключевой белок в эпителиальных клетках играет важную роль в том, как клетки чувствуют направление
Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре под руководством профессора Дениз Монтелл обнаружили новую роль белка E-cadherin. Работа, опубликованная в журнале Cell, опровергает традиционную догму, согласно которой этот белок лишь удерживает клетки вместе, как «раствор между кирпичами».
На примере миграции клеточных кластеров в яичниках плодовой мушки (Drosophila) учёные выяснили, что E-cadherin на самом деле способствует движению и миграции клеток, выполняя разные функции в трёх частях клетки.
Три подхода — один вывод
Используя три независимых подхода, команда пришла к единому выводу: E-cadherin управляет направленным движением клеток. Этот тип коллективной миграции аналогичен поведению метастазирующих опухолевых клеток.
Аналогия с ездовыми собаками: Лидирующая клетка, определяемая силой E-cadherin, которая заставляет её выпячиваться в направлении движения, «ведёт» за собой остальные клетки кластера, создавая переднюю и заднюю часть группы. Подавление E-cadherin приводило к хаотичному, неорганизованному движению клеток.
Оптический сенсор механического напряжения: Учёные встроили в белок E-cadherin микроскопический «датчик-пружину». Это позволило измерить силу, действующую на молекулы белка в живых клетках. Оказалось, что хотя распределение белка равномерно, сила на молекулу выше на переднем крае клеточного кластера.
Морфодинамическое профилирование: Новый количественный метод анализа позволил сравнить изменение формы клеток во времени. Анализ 26 параметров показал, что фенотипы мутаций по E-cadherin и классическим хемоаттрактантным рецепторам, управляющим движением, статистически неразличимы. Это указывает, что E-cadherin функционирует в том же сигнальном пути.
Новые инструменты и значение
Исследование не только пересматривает роль E-cadherin, но и представляет новые экспериментальные инструменты:
- in vivo сенсор напряжения — неинвазивный метод измерения механических сил в живых тканях.
- Метод морфодинамического профилирования для количественного сравнения клеточной морфологии.
Вывод: E-cadherin выполняет несколько функций в разных участках клетки, которые вместе координируют способность клеточного коллектива чувствовать направление. Это совершенно новая роль для этого хорошо изученного белка.