Naukowcy rzucają światło na to, jak komórki reagują na siły
Naukowców od zawsze intrygowały reakcje pojedynczych komórek na siły mechaniczne, zwłaszcza że siły te wpływają na zachowanie komórek. Niemniej nie pojawiało się żadne wyjaśnienie tej kwestii... aż do tej pory. Zespołowi naukowców udało się zidentyfikować dwie kluczowe molekuły, które regulują adaptację komórek do oddziałujących sił. Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu RHOMECHANOVASC (Regulacja białek Rho przez siły mechaniczne w układzie naczyniowym), który otrzymał międzynarodowe stypendium Marie Curie dla wyjeżdżających naukowców o wartości ponad 212.000 EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Odkrycia zaprezentowane w czasopiśmie Nature Cell Biology ujawniają, w jaki sposób wywieranie siły fizycznej na komórki powoduje aktywowanie białek Rho GEF za pośrednictwem odrębnych ścieżek sygnałowych. Zespół złożony z biologów i fizyków pracujących pod kierunkiem Uniwersytetu Północnej Karoliny (UNC) w Chapel Hill w USA twierdzi, że białka Rho GEF aktywują białka Rho, tworzące superrodzinę RAS, która jest klasą białek powiązaną z aktywnością onkogenną. Naukowcy najpierw nałożyli cząstki magnetyczne na komórki, a następnie użyli magnesów, aby wywrzeć siłę na komórki. To pozwoliło im wytworzyć napięcie pozakomórkowe. "Wykazano, że GEF-H1 podlega regulacji przez wiązanie mikrotubulami, sprzęgając depolimeryzację mikrotubuli z aktywacją RhoA w wielu procesach komórkowych, takich jak śródnabłonkowa bariera przepuszczalności, migracja i morfologia kolca dendrytycznego" - czytamy w artykule. "Aby sprawdzić, czy aktywacja GEF-H1 może być następstwem depolimeryzacji mikrotubuli, poddaliśmy komórki wstępnej obróbce taksolem i przeanalizowaliśmy aktywność GEF-H1 po przyłożeniu siły za pomocą wolnej od nukleotydów koimmunoprecypitacji RhoA. Odkryliśmy, że taksol nie wpływa na aktywację GEF-H1 za pośrednictwem siły. Ten wynik wskazuje, że GEF-H1 jest aktywowany niezależnie od dysocjacji mikrotubuli, co jest spójne z wynikami wcześniejszych prac, które wykazały, że leczenie taksolem pozostaje bez wpływu na RhoA-zależne tworzenie włókien naprężeniowych w reakcji na rozciąganie." Wypowiadając się na temat wyników badań profesor Keith Burridge z UNC i naczelny autor artykułu powiedział: "Przeprowadzenie tego doświadczenia było możliwe wyłącznie dzięki stworzeniu zespołu fizyków i biologów komórki. To niesamowicie ekscytujące, bowiem zidentyfikowaliśmy całą ścieżkę od napięcia wywieranego na komórkę po białka, które z kolei aktywują inne białka przejawiające, wedle naszej wiedzy, nadczynność w nowotworach." Wcześniejsze badania skłoniły niektórych naukowców do przekonania, że rozwój i właściwości komórek znajdują się pod wpływem ich mechanicznego środowiska. Komórki guzów litych, na przykład, często miewają zmienioną powierzchnię. W ramach innych prac odkryto, że rokowania pogarszają się, po usztywnieniu się macierzy komórkowej. Naukowcy ujawnili, że sztywne guzy zrzucają większą liczbę komórek, które uciekają z pierwotnej lokalizacji nowotworu i mogą zwiększyć ryzyko rozprzestrzeniania się go w formie przerzutów. "Wysunięto hipotezę, że sztywność i napięcie komórkowe tworzą błędne koło, prowadząc do intensyfikacji rozwoju, zwiększonej gęstości komórkowej, wyższego napięcia i większych guzów" - podkreśla profesor Burridge. "Wsparcie finansowe na rzecz innowacji, zapewnione przez University Cancer Research Fund, umożliwiło nam zidentyfikowanie ścieżki i dostarczenie danych, które pozwoliły na odnowienie grantu o wartości około 1,3 mln USD [około 911.000 EUR] na kolejne 4 lata."Więcej informacji: Uniwersytet Północnej Karoliny (UNC) w Chapel Hill: http://www.unc.edu/index.htm(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Nature Cell Biology: http://www.nature.com/ncb/index.html(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
Kraje
Stany Zjednoczone