Клей, который удерживает клетки вместе

Контролируемая адгезия и деление имеют решающее значение для клеток нашего тела. Это происходит, например, при развитии органов у эмбриона или при заживлении поврежденной кожи.

Важность тесной межклеточной адгезии становится особенно очевидной, когда она нарушена, например, когда клетки в опухоли становятся подвижными и отделяются. Клеточный комплекс опухоли в этом случае имеет тенденцию к распаду и образованию метастазов.

Кадгерины как ключевые игроки

Белки кадгерины играют центральную роль в упомянутых примерах. Расположенные в клеточных мембранах, они способны создавать прочные связи как между собой, так и с кадгеринами других клеток. Связь между двумя молекулами кадгерина двух клеток запускает формирование обширных контактных зон.

Процесс установления и разрыва контактов, как выяснилось, гораздо сильнее зависит от чисто физических эффектов, чем считалось ранее. Это показали компьютерное моделирование и эксперименты, опубликованные в Nature Physics доктором Сюзанной Фенц из Биоцентра Вюрцбургского университета с коллегами из Юлиха, Штутгарта, Эрлангена и Марселя.

Соединение модельных мембран

Биофизик соединяла модельные мембраны, содержащие кадгерин, а затем избирательно меняла различные физические параметры, влияющие на флуктуационное поведение мембраны, такие как концентрация сахара и соли.

«Мы наблюдали, что уже очень небольшие изменения оказывали огромное влияние на формирование и рост клеточных контактов», — говорит доктор Фенц, возглавляющая младшую исследовательскую группу на кафедре клеточной биологии и биологии развития (Зоология I). «Таким образом, можно регулировать биологический процесс, изменяя только физические параметры, такие как температура или локальный липидный состав мембраны».

Однако, по словам Фенц, еще сомнительно, в какой степени результаты для модельных мембран можно перенести на живые системы. «Нам предстоит подтвердить актуальность наших наблюдений в живых системах», — говорит Сюзанна Фенц.

Фокус на возбудителях сонной болезни

Исследовательницу из Вюрцбурга в целом интересует биофизика мембран. Например, она также изучает возбудителей сонной болезни. Простейшие вида Trypanosoma являются одним из основных направлений исследований профессора Маркуса Энгстлера, заведующего кафедрой зоологии I в Университете Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге, Германия.

Особенность клеточной мембраны Trypanosoma заключается в том, что она плотно заселена белковой оболочкой, которая постоянно варьируется в популяции. Эта высокая изменчивость белковой оболочки позволяет патогенам эффективно скрываться от иммунной системы животных и человека.