Найден белок, помогающий клеткам пролезать сквозь щели

Белок фасцин, участвующий в работе цитоскелета, оказался способен образовывать комплексы с белком несприном, который стабилизирует оболочки клеточных ядер. Ученые показали, что их совместная работа необходима для сохранения целостности ядра при деформации. Она позволяет клетке двигаться и проникать в пространства намного меньшие нее самой. Об этом рассказывает статья, опубликованная в журнале Developmental Cell.
Динамическую структуру живой клетки, ее упругость и мобильность обеспечивает цитоскелет. Основу цитоскелета составляют белковые трубки актина, которые тянутся по всей цитоплазме. Сами по себе эти филаменты неустойчивы, их стабилизируют и контролируют другие белки. Заметное место среди них занимает фасцин, белок, который обнаруживается на клеточной периферии, у переднего конца движущихся клеток, в ложноножках-филоподиях. Взаимодействуя с регуляторными молекулами, такими как бета-катенин, он управляет образованием активновых филаментов в этих сайтах клеточной подвижности.
Кроме того, в прошлом году профессору Королевского колледжа в Лондоне Мэдди Парсонс (Maddy Parsons) и ее команде удалось обнаружить присутствие фасцина и на поверхности клеточных ядер. Его функция здесь оставалась неизвестной, и Парсонс с коллегами провели новые исследования. Они использовали меченый зелеными флуоресцентными белками фасцин из линии клеток карциномы (MDA MB 231), изучив его комплексы с помощью масс-спектрометрии. Среди этих комплексов авторы обнаружили соединение фасцина с несприном-2, одним из белков наружной мембраны клеточных ядер. Дополнительные эксперименты показали, что взаимодействие фасцина и несприна-2 происходит и в живых клетках.
Несприн-2 входит в состав белкового комплекса LINC (Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton), который обеспечивает взаимодействие ядерных оболочек клетки с цитоскелетом. Поэтому ученые заподозрили, что комплекс фасцина и несприна-2 может играть важную роль в клеточной мобильности, обеспечивая стабилизацию ядра во время деформаций. В самом деле, функциональность многих клеток живого организма требует возможностей проникать в межклеточные просветы, размеры которых намного меньше их самих. Эти процессы критически важны для процессов роста и пролиферации клеток и тканей, играют большую роль в развитии онкологических заболеваний.
При этом известно, что главным фактором, ограничивающим способности клетки проникать в узкие просветы щели, остается ядро, самая крупная органелла, окруженная двумя бислойными мембранами. Попытка пролезть в слишком тесное пространства может даже привести к разрыву оболочек ядра – недаром способные протискиваться почти повсюду эритроциты ядер вовсе лишены. Исходя из этого, Парсонс и ее соавторы предположили, что стабилизацию ядерных оболочек во время деформаций при движении могут обеспечивать комплексы фасцина и несприна-2.
Эксперименты показали, что у клеток с искусственно нарушенной способностью к образованию таких комплексов, целостность ядерных оболочек легко нарушается, а их подвижность серьезно нарушена. Авторы использовали микроканалы разной толщины, подтвердив, что клетки «дикого типа» легко проникают и сквозь поры толщиной 2 мкм, но если у них нарушено взаимодействие фасцина с несприном-2, они застревают уже в отверстиях мельче 10 мкм. Кроме того, такие клетки хуже мигрировали и в плотном геле твердой питательной среды.
Авторы подчеркивают, что новая функция фасцина может быть исключительно важной не только для науки. Активная, неконтролируемая пролиферация клеток лежит в основе метастазирования раковых опухолей, и если мы лучше поймем ее механизмы, мы можем найти новые подходы к лечению онкологических заболеваний.

Роман Фишман