Контролируемая адгезия и деление имеют решающее значение для клеток нашего тела. Так обстоит дело, например, когда органы развиваются в эмбрионе или когда поврежденная кожа восстанавливается в процессе заживления.
Важность тесной межклеточной адгезии становится очевидной, особенно когда она дисфункциональна, например, когда клетки становятся свободными в опухоли и вырываются на свободу. Комплекс опухолевых клеток имеет тенденцию к растворению в этом случае и образованию метастазов.
Кадгерины как ключевые действующие лица
Белки кадгерины играют центральную роль в приведенных выше примерах. Находясь в клеточных мембранах, они способны создавать прочные связи как между собой, так и с кадгеринами других клеток. Связь между двумя молекулами кадгерина двух клеток вызывает образование обширных контактных зон.
Процесс установления и разрыва контактов, по-видимому, гораздо больше зависит от чисто физических эффектов, чем считалось ранее. Об этом свидетельствуют результаты компьютерного моделирования и экспериментов, опубликованные в журнале Nature Physics доктором Сюзанной Фенц из Биоцентра Вюрцбургского университета с коллегами из Юлиха, Штутгарта, Эрлангена и Марселя.
Соединение модельных мембран
Биофизик собрал модели мембран, содержащих кадгерин, а затем выборочно изменил различные физические параметры, влияющие на флуктуационное поведение мембраны, такие как концентрация сахара и соли.
«Мы заметили, что уже очень небольшие изменения оказали огромное влияние на формирование и рост межклеточных контактов», - говорит д-р Фенц, возглавляющий младшую исследовательскую группу в Отделе клеточной биологии и биологии развития (Зоология I).).«Так что можно регулировать биологический процесс, изменяя только физические параметры, такие как температура или локальный липидный состав мембраны».
Но, по словам Фенца, все еще сомнительно, в какой степени результаты для модельных мембран могут быть перенесены на живые системы. «Нам нужно будет подтвердить актуальность наших наблюдений в живых системах», - говорит Сюзанна Фенц.
Сосредоточьтесь на патогенах, вызывающих сонную болезнь
Вюрцбургский исследователь проявляет общий интерес к биофизике мембран. Например, она также изучает возбудителей, вызывающих сонную болезнь. Простейшие вида Trypanosoma являются одной из основных областей исследований профессора Маркуса Энгстлера; он возглавляет кафедру зоологии I в Университете Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге, Германия.
Что особенного в клеточной мембране Trypanosoma, так это то, что она плотно заселена белковой оболочкой, которая постоянно меняется в популяции. Такая высокая изменчивость белковой оболочки позволяет патогенам эффективно скрываться от иммунной системы животных и человека.