Винкулин — не просто структурный белок: его неожиданная роль в механической памяти клеток

Исследователи из Университета Ливерпуля и Института механобиологии Национального университета Сингапура обнаружили, как клетки чувствуют и реагируют на физические силы.

Их работа в Science Advances показывает, что винкулин — белок, долгое время считавшийся пассивным адаптером, — активно участвует в механической передаче сигналов и клеточной памяти.

Раньше винкулин рассматривали как структурную связь между адгезионными комплексами и цитоскелетом. Новое исследование выявило, что он содержит шесть силозависимых бинарных переключателей, похожих на элементы механической памяти.

С помощью магнитных пинцетов для одной молекулы учёные растягивали отдельные молекулы винкулина и охарактеризовали все шесть переключателей. Этот анализ меняет парадигму в механобиологии.

Профессор Бен Гоулт: «Открытие механической активности винкулина открывает новую область исследований. Эти переключатели показывают, что винкулин — не просто структурный компонент, а динамичный участник клеточного принятия решений».

Последствия работы:

• В сердце мутации в винкулине вызывают дилатационную кардиомиопатию и сердечную недостаточность. Переоценка этих мутаций в контексте механических переключателей может улучшить понимание механизмов болезни и найти новые мишени для терапии.
• Талин и винкулин вместе формируют сеть бинарных переключателей — MeshCODE — которая может участвовать в обработке и хранении механической и химической информации в нейронах. Роль винкулина в синаптической активности сейчас изучается в сотрудничестве с LINC и Университетом Хельсинки.

Хотя результаты получены in vitro, команда уже изучает винкулин в живых клетках и инженерных тканях сердца, а также его взаимодействия и посттрансляционные модификации во время миграции клеток.

Профессор Гоулт: «Переключатели винкулина могут быть ключом к пониманию того, как клетки запоминают и реагируют на свою физическую среду».