Кальций помогает строить прочные клетки
Каждый раз, когда вы сгибаете бицепс или растягиваете икроножную мышцу, вы подвергаете свои клетки стрессу. Любое наше движение заставляет клетки растягиваться и деформироваться. Эта клеточная деформация может быть опасной и потенциально привести к необратимому повреждению ДНК и даже раку.
Новое исследование профессора химической инженерии Университета Карнеги-Меллон Криса Ноэля Даля и доцента Университета Хельсинки Сары Викстрём впервые показало, как клетки сохраняют структурную целостность под действием механических сил.
Ключевой механизм защиты
- Роль кальция: Кальций действует как «палец, удерживающий узел» — он стабилизирует клеточные структуры при их перестройке во время растяжения.
- Защита ядра: Кальций критически важен для защиты ядра клетки и содержащейся в нём ДНК. При механическом растяжении клетки ядро деформируется.
- Кальций-зависимое размягчение: Здоровые клетки противодействуют этой деформации с помощью кальций-зависимого размягчения ядра, что позволяет ему растягиваться, не ломаясь.
- Последствия сбоя: Неспособность запустить этот ответ приводит к повреждению ДНК, что может вызвать гибель клеток, потерю их функции или, в крайних случаях, рак.
Два типа клеточного ответа
Исследователи обнаружили, что клетки используют два типа ответа на механическое воздействие:
- Быстрый ответ с использованием кальция.
- Долгосрочный ответ на постоянное сильное растяжение через изменение эпигенетики клетки.
Будущие направления
Следующим шагом станет изучение того, как клетки реагируют на растяжение в процессе старения. С возрастом клетки и ткани деформируются хуже, что повышает риск их повреждения. Учёные планируют исследовать клеточную деформацию на разных этапах старения, чтобы выяснить:
- Приводит ли увеличение жёсткости клеток к их дисфункции?
- Или дисфункция клеток ведёт к ухудшению их деформации?
Цель — определить, возможно ли прервать процесс клеточного «ожесточения» и улучшить функцию клеток с возрастом.