Клетки создают давление для деления
Чтобы делиться, клетке сначала нужно создать себе пространство в ткани. Исследователи из ETH Zurich обнаружили, что клетки «надуваются», создавая гидростатическое давление во время деления. Это позволяет им развивать огромную силу и отталкивать соседние клетки.
Измерение силы
Для измерения силы, которую клетка развивает при делении, учёные использовали сканирующий силовой микроскоп с кремниевой пружиной. Клетка, начавшая делиться, расширялась и поднимала пружину. Измеренная сила составила около 0.0000001 Ньютона — огромная величина для одной клетки, сравнимая с силой, необходимой человеку, чтобы удержать слона.
Механизм «надувания»
Эксперименты показали, что во время деления в клеточной оболочке активируется транспортный белок, закачивающий ионы натрия (Na+) внутрь клетки. Это создаёт осмотический эффект, и вода поступает в клетку, расширяя её.
Однако для создания силы одного «надувания» недостаточно — мягкая оболочка просто растянулась бы. Роль жёсткого каркаса играет цитоскелет из актина, расположенный под мембраной. Он стабилизирует клетку, как шина стабилизирует надутую велокамеру.
Когда учёные разрушали актиновый скелет химически, делящаяся клетка расширялась ещё больше. Если же оставить скелет целым, но заблокировать приток воды, клетка сжималась. Это подтвердило взаимодействие двух сил: направленной наружу (осмотическое давление) и направленной внутрь (сжатие цитоскелетом).
Значение для тканей
Пока метод не позволяет проводить такие измерения непосредственно в ткани, но микроскопические наблюдения указывают, что аналогичные процессы происходят и там. Эксперимент с пружиной показал: если не дать клетке расшириться, более 70% клеток не завершают деление и погибают.
Остаётся открытым вопрос, как клетка «понимает», когда нужно сбросить давление после деления. Исследователи предполагают существование специального сигнала и уже работают над его поиском.