Специалисты Орегонского университета науки и здоровья идентифицировали механизм внутриклеточного транспорта, основанный на направленных потоках жидкости. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, описывает систему, которая доставляет белки к переднему краю клетки значительно быстрее, чем это происходит при пассивном движении молекул. Полученные данные дополняют современные представления о процессах миграции клеток, заживлении тканей и механизмах развития онкологических заболеваний.
В течение десятилетий в биологии доминировала теория диффузии, согласно которой белки перемещаются внутри клетки преимущественно за счет хаотичного дрейфа. Новая работа доказывает наличие активного процесса: клетка генерирует направленные течения для перемещения актина и других компонентов в зоны роста. Этот механизм позволяет клетке оперативно изменять форму, закрепляться на поверхностях и восстанавливать поврежденные участки.
Явление было зафиксировано в ходе учебного практикума по нейробиологии в Морской биологической лаборатории в Массачусетсе. Профессора Кэтрин и Джеймс Гэлбрейт заметили необычное распределение белков при использовании лазерных маркеров. Дальнейшие тесты подтвердили, что за перемещение отвечает не случайное распределение, а целенаправленный ток жидкости, возникающий в результате сокращения задней части клетки. Авторы сравнивают этот процесс с выдавливанием воды из губки.
Для подтверждения гипотезы ученые применили методы микроскопии сверхвысокого разрешения в исследовательском кампусе Джанелия в Вирджинии. Наблюдения показали, что внутри клетки формируется функциональный отсек, который исследователи классифицировали как «псевдоорганеллу». Эта структура не имеет собственной мембраны, но отделена от остального пространства барьером из белкового конденсата, который направляет потоки жидкости к движущемуся краю.
Результаты работы имеют значение для фундаментальной медицины и онкологии. Исследователи установили, что наиболее агрессивные раковые клетки используют эти внутренние течения для интенсивной миграции. Изучение различий в механизмах транспорта между здоровыми и патологическими клетками открывает возможности для создания препаратов, способных замедлять метастазирование путем воздействия на внутреннюю динамику клетки.
