Команда факультета естественных наук изучала, как клетки кожи и сердца связаны друг с другом посредством структур, называемых десмосомами. Они хотели понять, почему эти соединения между клетками ткани настолько сильны.
Десмосомы специализируются на прочной адгезии.
Они связывают клетки тканей вместе, чтобы противостоять суровым условиям повседневной жизни, и их отказ может привести к заболеваниям кожи и сердца, включая внезапную сердечную смерть.
Вопреки популярному научному мышлению, исследователи обнаружили революционное открытие – десмосомы достигают своей силы за счет гибкости, а не жесткости.
Их выводы опубликованы в журнале PNAS.
Доктор Лидия Табернеро объясняет результаты: «Ученые всегда думали, что причина этих невероятно сильных связей заключалась в том, что молекулы были очень жесткими и структурированными, как в других, более слабых межклеточных соединениях. Однако, когда мы изолировали молекулы десмосом и охарактеризовали их, мы обнаружили, что они на самом деле намного более гибкие, чем молекулы других соединений – полная противоположность тому, что люди думали!"
Десмосомы содержат белки, которые имеют внеклеточные области.
Они образуют адгезию, которая связывает клетки друг с другом и препятствует их разделению.
Чтобы изучить их структуру, доктор Табернеро и ее команда извлекли белки и получили доступ к молекулам. Используя рассеяние рентгеновских лучей, биофизический и вычислительный анализ, они смогли построить модель того, как выглядит молекула, и раскрыть ее гибкую природу. Молекулы гораздо более упорядочены, чем в других межклеточных соединениях, и этот порядок имеет решающее значение для прочной адгезии.
Любопытно, что именно эта гибкость позволяет им становиться упорядоченными.
Д-р Табернеро комментирует: «Что действительно интересно в десмосомах, так это то, что они становятся слабее во время заживления ран и эмбрионального развития, и это ослабление необходимо для того, чтобы клетки могли двигаться.
Напротив, десмосомы очень сильны во взрослых тканях, особенно в коже и сердце. Было невероятно сложно понять, как они это делают, но наши выводы проливают новый свет на это."
Она продолжает: «Проведение этого исследования было очень сложной задачей, но понять результат было еще труднее, поскольку оно противоречило всем, на что мы рассчитывали. Гибкость была большим сюрпризом, и нам пришлось повторно протестировать молекулы, используя разные методы, чтобы подтвердить наши выводы."
Профессор Дэвид Гаррод десятилетиями изучал десмосомы. Он говорит, что эти открытия имеют захватывающие последствия: «Это первый случай, когда сообщается какая-либо структурная информация о адгезии десмосом.
Понимание этих клеточных соединений будет важно для будущих приложений биотехнологии. Мы также надеемся, что наши исследования внесут вклад в изучение заживления ран, рака и эмбрионального развития."