Chicago ülikooli teadlased avastasid rakkude ja rakkude adhesiooniprotsessi esimesi samme

Chicago ülikooli teadlased avastasid rakkude ja rakkude adhesiooniprotsessi esimesi samme
Chicago ülikooli teadlased avastasid rakkude ja rakkude adhesiooniprotsessi esimesi samme
Anonim

Esimest korda kirjeldavad Chicago ülikooli teadlased üksikasjalikult, kuidas naabernaharakud kleepuvad üksteise külge, moodustades suletud barjääre. Ilma tihedate tihenditeta ei saaks nahk täita oma põhifunktsiooni pideva barjäärina, mis hoiab mikroobe eemal ja olulisi kehavedelikke sees. Nende tulemused avaldati ajakirja Cell 21. jaanuari numbris.

"Tahtsime mõista molekulaarseid mehhanisme, mis võimaldavad epiteelirakkudel üksteisega seonduda, et moodustada läbitungimatu barjäär," ütles Valeri Vasioukhin, Ph.D., Ph.D. Elaine Fuchsi labori järeldoktor, Amgeni molekulaargeneetika ja rakubioloogia ning biokeemia ja molekulaarbioloogia professor. Fuchs on epiteelirakkude ja nahahaiguste ekspert.

Teadlased kasutasid keratinotsüüte, teatud tüüpi naharakke, et uurida raku ja rakkude sidumise kõige varasemaid etappe. Esimene samm rakkudevahelise tiheda sideme poole on teadlaste poolt haardumissõlmede moodustamine. Neid võib näha fluorestsentsmikroskoopia piltidel kollaste täppidena külgnevate rakkude välismembraanidel. Teadlased nimetavad neid punkte "puncta".

Kuna rakkudevaheline adhesioon sõltub k altsiumi kontsentratsioonist, suutis Vasioukhin tabada rakke puncta moodustamise käigus. Madal k altsiumi tase pärsib rakkude ja rakkude adhesiooni, võimaldades teadlastel jälgida adhesiooniprotsessi pärast k altsiumi lisamist.

"K altsiumikontsentratsiooni tõstmisel nägime kahe täiusliku punktirea ehk puncta moodustumist piki rakumembraane kahe külgneva raku vahel," ütles Vasioukhin.Puncta külgnevatel lahtritel on üksteisega ideaalselt joondatud. Teadlased nimetasid sobitatud puncta ridu "kleepuvaks tõmblukuks".

Mitu tundi pärast k altsiumi kontsentratsiooni tõstmist täheldas Vasioukhin, et osa ridade punktidest sulandus üheks punktiks. "Tundub, et puncta on tõmbluku hambad ja kui hakkab moodustuma kleepumiskoht, sulgub tõmblukk, moodustades rakkude vahel ühtse pideva suletud barjääri, " selgitas Vasioukhin. "Haardumisühenduste teket, mida me oma fluorestsentsuuringutes nii selgelt täheldasime, pole kunagi varem kirjeldatud," ütles Vasioukhin.

Teadlased leidsid ka, et ilma k altsiumita ei moodustu kleepumiskohad üldse, mis suurendab veelgi teooriat, et kleepumiskohad sõltuvad k altsiumist.

Järgmisena vaatasid Fuchs ja tema kolleegid puncta tähelepanelikum alt. Christoph Bauer, Fuchsi labori järeldoktor ja töö kaasautor, märkas, et vastusena k altsiumile saadavad naharakud välja sõrmetaolisi projektsioone, mida nimetatakse filopoodiaks.Vastandlike rakkude filopoodid puudutavad ja libisevad üksteisest mööda, moodustades "siksakilise" tihendi.

"Need sõrmed on täis aktiinikiude – filamentseid struktuurvalke. Tähelepanuväärne on see, et nende kiudude kiire polümerisatsioon sõrmeotstes tekitab jõu, mis projitseerib need külgnevate rakkude membraanidesse, nagu sõrmed torkavad kummist õhupalli.. Nende sõrmede otstes moodustub puncta,“selgitab Fuchs.

Pärast puncta moodustumist hakkavad aktiini filamendid puncta lähedal kasvama, sidudes sõrmed üha tihedam alt kokku ja soodustades rakkude ja rakkude adhesiooni. Kui Vasioukhin lõhkus aktiini filamente kemikaalidega, ei saanud kleepuvad tõmblukud ja adhesiooniühendused tekkida.

Teadlased on teadnud, et puncta koosneb valkudest E-kadheriin ja kateniin, kuid kui Vasioukhin puncta koostist lähem alt uuris, avastas ta, et need sisaldavad ka VASP-i ja Menat, kahte aktiini suunamisel olulist valku. hõõgniidi kasv.Kui teadlased häirisid VASP ja Mena normaalset funktsiooni, ei saanud kleepuvad ristmikud korralikult tekkida.

Mei Yin, uurimistehnik, oli ka selle paberi autor.

Populaarne teema