Считалось, что ядро клетки эластично, как резиновый мяч. Он деформируется и восстанавливает форму, когда клетка проходит через поры и между волокнами внутри человеческого тела. Теперь ученые из Техасский университет A & M и Университет Флориды обнаружили, что клеточное ядро более сложное, чем считалось ранее.
Они обнаружили, что он ведет себя скорее как капля жидкости, чем как резиновый мяч. Исследование призывает по-новому взглянуть на то, как форма ядра становится ненормальной при таких заболеваниях, как Онкология.
Ядро содержит геном, который контролирует функция клетки и поведение. Деформированные ядра являются предупреждающими признаками таких заболеваний, как рак. Раковые клетки с таким аберрантным ядром могут распространяться по всему телу — процесс, известный как метастазирование рака, что может привести к летальному исходу.
Даже сейчас наблюдения за формой ядер используются для диагностики рака. Однако причина аберрантных ядер осталась загадкой. Возможно, удастся разработать новые методы лечения рака, помогая ядрам клеток восстанавливать свою нормальную форму, понимая, как они приобретают ненормальную форму.
Результаты этого исследования имеют решающее значение для понимания того, как защитный слой, окружающий ядро, называемый пластинкой, помогает сохранить форму ядра. При этом клетки ползут извилистыми путями через поры и вокруг тканевых волокон.
Ученые в этом исследовании изучали поведение ядер, помещая фибробласты в миниатюрную полосу препятствий из крошечных гибких столбиков шириной 1/100 ширины человеческая прическа. Ядрам клеток приходилось протискиваться между столбами, проползая через этот лабиринт препятствий.
Ученые изучали движения с помощью ультрасовременного микроскопа с высоким разрешением, который мог фиксировать изображения трехмерных структур ядер. Изображение также показало, что столбы образовали глубокие вмятины на поверхности ядра. Тем не менее общая форма ядра сохранялась, что позволяло ядру успешно проходить сквозь препятствия, подобно капле жидкости, в отличие от упругого эластичного резинового шарика.
Исследование также показало, что ядра запутываются в препятствиях из-за отсутствия ламина A/C, одного из обычных белковых компонентов пластинки. Это открытие указывает на то, что ламин А/С способствует сохранению поверхностного натяжения «ядерной капли».
Доктор Танмай Леле, профессор Unocal кафедры биомедицинской инженерии, — сказал, «Наша работа указывает на фундаментальный механизм, с помощью которого ядро сохраняет свою форму и защищает свой геном. Наше открытие также помогает нам лучше понять, как деформированные ядра возникают при раке и как потенциально сделать их снова нормальными. Сейчас мы изучаем последствия модели капли для аномальных форм ядер, обычно наблюдаемых при раке».
Справочник журнала:
- Адитья Катияр, Цзянь Чжан и др. Ядро обходит препятствия, деформируясь как капля с поверхностным натяжением, опосредованным ламином A/C. Передовая наука, 2022; 9 (23): 2201248 DOI: 10.1002/доп.202201248
