Допълнителната кожа предотвратява разкъсването на клетъчната мембрана при разтягане на клетката, но това не е единствената важна функция, която изпълнява.
Много клетки имат необичайни бръчки или издатини по повърхността си и досега учените не бяха сигурни за важността на такива структури.
Сега проучване от изследователи от Университета на Северна Каролина в Чапъл Хил (UNC) разкрива, че повърхностната бръчка действа като „допълнителна кожа“, която запазва клетката непокътната, когато се движи, дели или променя формата си. Тези издатини, които могат да се появят като мехурче или издатина върху клетката, играят важна роля за осигуряване на целостта на клетъчната мембрана и обема на клетката.
Изследователите смятат, че тази допълнителна кожа е мярка за безопасност за клетката, тъй като въпреки че клетъчните мембрани са гъвкави, ако се разтегнат над границата, мембраната може да се скъса, което да доведе до смъртта на клетката. Повърхностните бръчки са основно кожни резерви, които предпазват клетката от умиране.
„Поддържането на достатъчен резервоар на клетъчната повърхност, който може да бъде незабавно разгърнат в отговор на всякакви изисквания на околната среда, е въпрос на оцеляване на клетките“, казва Марина Капустина, водещ автор и професор в UNC, пред Interesting Engineering (IE).
Освен това тя обяснява, че ако клетката няма допълнителна клетъчна повърхност, целостта на клетката може лесно да бъде компрометирана от външни сили. Това в крайна сметка ще забави трансформацията на клетъчната форма и подвижността.
Мехурчетата и неравностите подпомагат движението на клетките
Като цяло има два основни подхода, които клетките използват за движение; амебоидна локомоция и мезенхимна локомоция.
Екипът на UNC твърди, че и двата метода включват използването на допълнителната кожа, наричана още излишък на клетъчна повърхност (CSE).
Допълнителната кожа позволява на клетките да се движат и разширяват, без да преразтягат мембраните си. Плюс това, по време на движението, клетъчната повърхност остава гладка, особено в области, които са близо до разгънатата CSE.
Интересно е, че бавните (мезенхимно движение) и бързите (амебоидно движение) морфологични промени, през които клетката преминава по време на тези движения, изискват CSE активност за различна продължителност.
Какво има вътре в допълнителната кожа?
Авторите на изследването предполагат, че издатините на клетъчната повърхност са изградени от микротубули и актинови протеини.
Те не са сигурни, но е възможно микротубулите да предлагат механична опора и стабилност на CSE. Актинът от друга страна може да определя мястото на клетъчната повърхност, където в крайна сметка ще се развие стабилна бръчка или мехурче.
Те също така предполагат, че бръчка може да възникне от всяка точка под клетъчната повърхност, където микротубулите задействат актин.
В продължение на много години издатините на клетъчната повърхност не са били считани за нищо повече от артефакти, които висят от клетката. Това вероятно е така, защото учените са ги изучавали чрез 2D клетъчна култура.
Този път обаче изследователите изследват клетките в 3D матрица и демонстрират, че бръчките или CSE действително улесняват движението на клетките, както и гарантират целостта на клетъчната мембрана.
Това знание може да доведе до нови терапевтични стратегии за лечение на заболявания, особено за инхибиране на миграцията на амебоидни клетки, когато метастатичните ракови клетки нахлуят в друга тъкан.
Освен това изследователската работа е важна и за биоинженерите, които работят в областта на тъканното инженерство и регенеративната медицина, където познаването на механизма на клетъчните реакции към физическите сили е ключов фактор в дизайна на тъканите. Изследването е публикувано в Biophysical Journal.
Източник: InterestingEngineering
