Клетки без ядра с трудом перемещаются в трёхмерной среде

Исследователи из Онкологического центра UNC Lineberger выявили новые детали того, как физические свойства ядра влияют на способность клеток перемещаться в разных средах — например, в «мягких» тканях, таких как мозг и жир, или в «жёстких», таких как хрящ или кость.

Учёные удаляли ядро из клеток или отсоединяли его от структурного каркаса клетки — цитоскелета. Они наблюдали, как модифицированные клетки способны двигаться на разных поверхностях, чтобы лучше понять роль этой центральной структуры в движении. Результаты исследования, опубликованные в Journal of Cell Biology, расширяют фундаментальные научные представления о механических свойствах ядра и могут пролить свет на его роль в заболеваниях, где ядро может быть нарушено или повреждено, — например, при раке.

«Хотя многое известно о функции ядра как хранилища ДНК и места регуляции генов, наш анализ касается роли ядра как физической структуры, влияющей на поведение клетки независимо от регуляции генов», — сказал Кит Барридж, PhD. «Наша работа показывает, что физическое присутствие ядра клетки регулирует то, как клетка реагирует на жёсткость своей среды».

Они обнаружили, что клетки без ядра или с ядром, отсоединённым от структуры клетки, могут мигрировать по жёстким двумерным структурам, таким как чашка для культивирования клеток. Однако они движутся медленнее на мягких поверхностях и совсем не двигаются в трёхмерных матрицах. Их вывод: ядро влияет на то, как клетки реагируют на свою физическую среду.

«Мы обнаружили, что клетки, лишённые ядра или с отсоединённым ядром, прилагают меньше силы и демонстрируют сниженную механическую энергию», — сказал Барридж.

Их выводы важны для фундаментального понимания механики клеток. Но они также могут дать представление о раке и других заболеваниях, влияющих на физические свойства ядра.

«Многие раковые клетки демонстрируют аномальные ядра, которые отличаются по размеру, форме и механическим свойствам», — сказал первый автор исследования Дэвид М. Грэм, PhD. «Следовательно, хотя наше исследование находится на фундаментальном уровне клеточной биологии, мы считаем, что оно должно внести вклад в общее понимание этих патологических ситуаций».