Как клетки общаются для согласованного движения группой
Когда отдельной клетке нужно переместиться, она справляется сама. Она формирует выступы на переднем крае и втягивает задний, чтобы двигаться, не заботясь о соседях. Но когда клетки соединены в пласт ткани (эпителий), они должны координировать движения друг с другом. Это как идти одному versus пробираться через толпу.
Такое скоординированное перемещение важно во время эмбрионального развития, при заживлении ран и, к сожалению, при распространении многих видов рака. Исследование Университета Чикаго выявило новую сигнальную систему, которую эпителиальные клетки используют для координации движений.
В исследовании, опубликованном 13 марта 2017 года в журнале Developmental Cell, клеточный биолог Салли Хорн-Бадовинак, PhD, и коллеги описывают, как два белка клеточной мембраны работают вместе для координации миграции эпителия у плодовой мушки Drosophila.
- Fat2 локализуется на заднем крае клетки.
- Lar локализуется на переднем крае клетки.
По мере миграции клеток Fat2 сигнализирует Lar в клетке позади, заставляя эту клетку вытягивать свой передний край, подворачиваясь под клетку впереди. В ответ Lar сигнализирует обратно к Fat2, который втягивает свой задний край. Шаг за шагом соседние клетки работают вместе, чтобы двигать всю ткань.
«Выступ одной клетки заходит под край клетки впереди, получается что-то вроде перекрывающейся черепицы на крыше», — сказала Хорн-Бадовинак, старший автор исследования.
Учёные использовали модель плодовой мушки, изучая развитие яйцевых камер. Применяя новые методы культивирования клеток, они вырастили яйцевые камеры отдельно от мух для детального изучения.
Они обнаружили:
- Если Fat2 отсутствовал в группе клеток, за которой следовали нормальные клетки, нормальные клетки не формировали обычных выступов на переднем крае.
- Если Lar отсутствовал в группе клеток позади нормальных, нормальные клетки не втягивали свои задние края для движения.
«Это было удивительно, потому что мы знали, что белок [Fat2] находится на заднем крае клетки, но мы наблюдали эффект на переднем крае клетки. Изначально это не имело никакого смысла», — сказала Хорн-Бадовинак.
Исследователь отмечает, что остаётся много вопросов о том, как эти белки взаимодействуют, и полагает, что могут быть задействованы и другие белки, которые сигнализируют цитоскелетному аппарату, непосредственно приводящему клетки в движение.
«Это лишь верхушка айсберга в понимании работы этой сигнальной системы. Изучая этот процесс в простой системе Drosophila, мы можем получить информацию, которая будет полезна для понимания заживления ран или распространения рака».