Как ядра клеток протискиваются в узкие пространства

При движении по организму клеткам часто приходится протискиваться через узкие щели, сохраняя способность возвращаться к исходной форме. Структуры, обеспечивающие это, до конца не изучены. В исследовании, опубликованном 22 августа в Developmental Cell, сообщается об одном белке, отвечающем за прочную и деформируемую природу клеточного ядра. По словам авторов, эти результаты могут объяснять инвазивность некоторых раковых клеток.

«Ядро — самый крупный органоид во всей клетке, и оно действительно должно сжиматься, если раковая клетка хочет метастазировать по телу, — говорит профессор клеточной биологии Королевского колледжа Лондона Мэдди Парсонс, руководившая исследованием. — Существует очень сложная сеть белков, которая не позволяет клетке разрушиться при сжатии».

Исследователи определили один ответственный белок — фасцин, уровень которого в раковых клетках обычно аномально высок. Изначально считалось, что фасцин существует только на краю клетки как «связывающий белок», стабилизирующий пальцевидные выступы — филоподии на плазматической мембране. Эти структуры позволяют клетке ощущать окружающую среду и продвигаться через ткани. Теперь же обнаружено, что фасцин также находится на периферии ядерной оболочки, связываясь там с другими структурами для придания стабильности и предотвращения коллапса.

«У всех клеток есть цитоскелет из множества филаментов белка актина, придающий клетке архитектуру, но без других белков этот скелет разрушится под нагрузкой, — поясняет Парсонс. — Белки вроде фасцина, связывающиеся с этим цитоскелетом, добавляют элемент стабильности и гибкости — это делает клетку более механически устойчивой и способной быстро реагировать на среду, меняя форму. Наши данные о наличии фасцина на ядерной периферии открывают новый взгляд на то, как этот белок контролирует движение раковых клеток».

Чтобы изучить, как фасцин контролирует миграцию раковых клеток, команда Парсонс в одном из экспериментов поместила человеческие раковые клетки в серию искусственных микрочипов с порами разного размера — от больших, через которые клетка легко проходит, до узких в 2 микрона, куда клетка едва помещается. Снизив внутриклеточный уровень белка фасцина, они обнаружили, что клетки не смогли достаточно сжать свои ядра, чтобы протиснуться в мелкие каналы. Это позволяет предположить, что раковые клетки могут использовать фасцин для более эффективного преодоления тканей разной плотности при инвазии из солидной опухоли.

«Я думаю, мы показываем, что у фасцина есть более чем одна важная роль в контроле метастазирования раковых клеток, — добавляет Парсонс. — Что важно, это также раскрывает новые способы воздействия на фасцин, чтобы блокировать его функцию в раковых клетках».

Команда Парсонс стремится определить силы, контролирующие фасцин в раковых клетках. «Мы всё ещё в неведении о том, какие белки контролируют эти различные функции фасцина, — говорит она. — Мы до сих пор не знаем, какие белки и сигналы говорят фасцину перемещаться с края клетки к ядру, поэтому это следующие вопросы, которые мы надеемся решить».