Исследователи Комплексного онкологического центра Линбергера при Университете Северной Каролины раскрыли новые детали того, как физические свойства ядра влияют на то, как клетки могут перемещаться в различных средах, таких как «мягкие» ткани, такие как мозг и жир, или «жесткие». ткани, такие как хрящи или кости.
Исследователи удалили ядра из клеток или отсоединили их от структурной основы клетки, известной как «цитоскелет». Они наблюдали, как модифицированные клетки могли двигаться по разным поверхностям, чтобы лучше понять роль этой центральной клеточной структуры в движении. Их результаты исследования, опубликованные в Journal of Cell Biology, вносят вклад в базовое научное понимание механических свойств ядра, а также могут пролить больше света на роль ядра при заболеваниях, при которых ядро может быть разрушено. или испорченный - как рак.
«Хотя многое известно о функции ядра как хранилища ДНК и места регуляции генов, наш анализ касается роли ядра как физической структуры, которая влияет на поведение клетки независимо от регуляции генов», сказал Кит Берридж из UNC Lineberger, доктор философии, почетный профессор Kenan в Медицинской школе UNC, факультет клеточной биологии и физиологии. «Наша работа показывает, что физическое присутствие клеточного ядра регулирует реакцию клетки на жесткость окружающей среды».
Они обнаружили, что клетки без ядра или в которых ядро было отсоединено от клеточной структуры, могут мигрировать на жестких двухмерных структурах, таких как чашка для культивирования клеток, где ученые могут выращивать и наблюдать за клетками. Однако по мягким поверхностям они двигаются медленнее, а по трехмерным матрицам вообще не двигаются. Они пришли к выводу, что ядро влияет на то, как клетки реагируют на свое физическое окружение.
«Мы обнаружили, что клетки без ядра или с разъединенным ядром проявляют меньшую силу и демонстрируют пониженную механическую энергию», - сказал Барридж.
Их выводы важны для базового понимания клеточной механики. Но они могут дать представление о раке и других заболеваниях, влияющих на физические свойства ядра.
«Многие раковые клетки имеют аномальные ядра, которые различаются по размеру, форме и механическим свойствам», - сказал первый автор исследования Дэвид М. Грэм, доктор философии, научный сотрудник отдела клеточной биологии Медицинской школы Университета Северной Каролины. и физиология. «Следовательно, хотя наше исследование находится на фундаментальном уровне клеточной биологии, мы считаем, что оно должно способствовать нашему общему пониманию этих заболеваний."
Помимо Грэма и Берриджа, другими авторами были Томас Андерсен, Лиза Шарек, Гюнес Узер, Кэтрин Ротенберг, Брентон Д. Хоффман, Джанет Рубин, Марсьяль Балланд и Джеймс Э. Беар.