Ученые раскрывают скрытую динамику мельчайших структур клетки

Ученые из Feinberg пересматривают научное понимание мельчайших компонентов клетки — структур, которые ранее считались статичными, а теперь оказались динамичными двигателями клеточной жизни.

Как клетки генерируют движение

В исследовании, опубликованном в Journal of Cell Biology, команда Владимира Гельфанда с помощью передовых методов визуализации наблюдала виментиновые промежуточные филаменты в живых клетках.

Вопреки устоявшимся представлениям о том, что эти филаменты жесткие и собраны в пучки, было обнаружено, что они высокоподвижны и перемещаются индивидуально вдоль микротрубочек — внутренних «магистралей» клетки. Это открытие переопределяет роль промежуточных филаментов, предполагая их активное участие во внутриклеточном транспорте и структурной адаптации.

В другом исследовании, опубликованном в Nature Physics, Гельфанд и коллеги обнаружили, что цитоплазма в клетках далеко не инертна. Вместо этого её перемешивают микроскопические «торнадо» — вихреподобные движения, которые помогают распределять органеллы и другой клеточный груз. Эти завихрения, наблюдаемые в ооцитах, управляются цитоскелетом.

Что удерживает клетки вместе

Исследование Сергея Трояновского, опубликованное в Nature Communications, было сосредоточено на адгезивных контактах — белковых комплексах, которые удерживают клетки вместе. Его команда раскрыла новые детали о том, как функционирует межклеточный «клей».

Исследование показало, что эти контакты формируются поэтапно, начиная с крошечных «пре-контактов», которые в конечном итоге созревают в полноценные адгезивные структуры.

Добавляя новый слой к этой картине, лаборатория Брайана Митчелла обнаружила ранее неизвестный механизм, который эпителиальные клетки используют для борьбы с перенаселенностью — распространенным стрессором в тканевой среде. Вместо того чтобы подвергаться экструзии (выталкиванию), что может быть разрушительным, клетки инициируют макропиноцитоз — процесс, при котором клетка поглощает внеклеточный материал. Это действие уменьшает апикальную поверхность клетки, снимая давление и сохраняя целостность ткани.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, проводилось на эмбрионах лягушки и определяет один из способов адаптации клеток к механическому стрессу без ущерба для их жизнеспособности.

Вместе эти исследования подчеркивают смену парадигмы в клеточной биологии: мельчайшие структуры внутри клеток — не пассивные каркасы, а активные участники поддержания клеточного здоровья, коммуникации и адаптивности.