Úžasné zábery odhaľujú ľudské bunky stláčajúce sa cez neskutočne tesné priestory

(Le Maout a kol., Biophysical Journal, 2020)

Zatiaľ čo mnohé z buniek, ktoré tvoria naše telá, sú v podstate stlačené veci, majú nejaké vnútorné štruktúry, ktoré si musia (väčšinou) zachovať svoj tvar. To zahŕňa jadro, ktoré bezpečne uchováva naše genetické inštrukcie, zastrčené v špecifických konfiguráciách.

Ako všetky naše bunkové orgány, aj jadro je ukotvené na mieste sieťou vlákien nazývanou cytoskelet.

Tento cytoskelet tiež hrá an dôležitú úlohu v pohybe buniek , ktorá určuje zásadné veci, ako napríklad to, ako sa vyvíjame, ako fungujú orgány a ako rakovina napáda naše telá.



Doteraz boli pohyby buniek väčšinou študované v plochom 2D prostredí. Toto je zjavne úplne odlišné od 3D svetov našich tiel, takže tím výskumníkov z Francúzska sa bližšie pozrel na to, ako bunky navigujú cez 3D prekážky, a zachytil neuveriteľné zábery.

Molekulárna biologička Emilie Le Maout z univerzity v Štrasburgu s kolegami postavila prekážkovú dráhu tunelov. Niektoré boli otvorené a iné mali zúžené miesta, pričom niektoré úzke miesta boli menšie ako jadro bunky.

Ako ukazuje ich video nižšie, fibroblastové bunky, ktoré testovali - bunky, ktoré tvoria spojivové tkanivo dôležité pre hojenie rán a tvorbu kolagénu - sa môžu v skutočnosti deformovať, aby sa pretlačili.

(Le Maout a kol., Biophysical Journal, 2020)

Tím tiež zistil, že keď je medzera príliš malá na to, aby sa do nej zmestilo jadro, bunky sa pozastavia. Zdá sa, že niektoré bunky sa potom ukotvia a ťahajú, kým sa ich jadro nestlačí dostatočne na to, aby prenikli tiež.

Ďalšie video zachytilo, ako sa keratín zhromažďuje na konci jadra počas tohto procesu stláčania. Keratín je súčasťou jedna z troch vláknových sietí ktorý tvorí cytoskelet. Hrá úlohu pri rýchlej stavbe a demontáži týchto lešení.

(Le Maout a kol., Biophysical Journal, 2020)

Toto preskupenie keratínu môže byť to, čo umožňuje bunke deformovať sa, takže Le Maout a tím testovali túto teóriu s mutantnými orálnymi skvamóznymi epiteliálnymi bunkami - bunkami, ktoré lemujú vaše ústa.

Mutácia produkuje deformované keratínové proteíny, ktoré sú spojené s rakovinou nachádzajúcou sa v tomto type tkaniva. Mutantné bunky sa nedokázali dostať cez úzke miesta, čo naznačuje, že keratín je rozhodujúci pre proces rozbíjania, možno jadra.

'Pretože počiatočné zastavenie v kapiláre je rozhodujúce pre metastázovanie nádorových buniek do sekundárnych miest vo vzdialených orgánoch, blokáda mutantným keratínom môže poskytnúť výhody pre očkovanie, prežitie a proliferáciu nádoru,' povedal Bunkový biofyzik zo Štrasburgskej univerzity Daniel Riveline.

'Budúce štúdie by mohli využiť túto kanálovú stratégiu na identifikáciu signálnych sietí, ktoré sú modifikované v kontexte rakoviny.'

Predchádzajúci výskum ukázal, že existuje limit, do akej miery môže byť jadro zdeformované. Pri prílišnom stlačení praskne uvoľňuje vzácnu DNA do cytoplazmy bunky, ktorá obsahuje enzýmy ničiace DNA, ktoré chránia pred vírusy .

Pretrhnutie jadrovej membrány „je to najhoršie, čo sa bunke môže stať a bunka prežije,“ povedal bunkový biológ Matthieu Piel. povedal Veda v roku 2016. Bunky majú mechanizmy na rýchlu opravu tohto poškodenia, niektoré z nich však môžu viesť k bunkovej smrti alebo rakovine.

Le Maout a tím tiež zistili, že bunky, ktoré testovali, by sa pohybovali v smeroch chemických gradientov, ak by boli prítomné, inak by sa púšťali do oblastí narušenej symetrie. Bez týchto zlomov v jednotnosti by bunky pokračovali v smere, ktorým sú otočené, keď vstúpia do novej skúmavky.

Pochopenie viac o pravidlách a limitoch bunkových pohybov by mohlo odhaliť nové spôsoby, ako ich opraviť, keď sa bunky pokazia - jemný, ale dôležitý krok pre naše pochopenie rakoviny.

Tento výskum bol publikovaný v Biofyzikálny časopis .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.