Японские ученые из Национального института естественных наук разработали систему, которая позволяет с помощью света регулировать сократительную способность клеток. Систему можно использовать, чтобы изучать деление клеток, развитие тканей и другие процессы. Научная статья о проведенном исследовании опубликована в журнале Nature Communications.
Сократительная способность клеток обеспечивает процессы их деления, их подвижность, развитие тканей. В этих процессах участвует клеточный каркас (цитоскелет). Помимо актина, нити которого слагают цитоскелет, для движения и поддержания формы клеток важен также белок миозин.
Японские исследователи разработали систему под названием OptoMYT. Этот инструмент с помощью сфокусированного света снижает сократительную способность клеток. Он напрямую подавляет работу белка миозина II. Миозин активирован, когда к нему присоединены фосфатные группы. Чтобы отключить его, ученые выбрали белок MYPT1, переносящий к миозину фермент под названием фосфатаза PP1c. Фермент забирает фосфатные группы от миозина и таким образом его деактивирует.
Исследователи научились управлять движением PP1c с помощью света. При облучении синим светом белок iLID, который находится в клеточной мембране, связывается с белками SspB, которые присоединены к PP1c-связывающему участку MYPT1 (PP1BD). Белки SspB обычно находятся в цитоплазме клеток. При облучении синим светом комплекс SspB-PP1BD переносится из цитоплазмы к мембране клетки, а затем связывается с мембранным белком iLID. В результате этого фосфатаза PP1c, которая генерируется в клетке, также отходит к мембране. Затем PP1c блокирует работу миозина, который расположен вблизи мембраны. В результате снижается сократительная способность клеток.
Ученые применили систему OptoMYT, чтобы исследовать деление клеток. При облучении обоих полюсов делящихся клеток уменьшался предел прочности цитоскелета и увеличивалась скорость появления борозды дробления клеток. Если облучался только один из полюсов клеток, то ученые наблюдали колебательный ток цитоплазмы между двумя дочерними клетками. Эти эксперименты доказали, что для деления клеток важны величина предела текучести и симметричность сил, приложенных к полюсам клетки.
«Мы убеждены, что инструмент OptoMYT будет полезен для понимания различных эмбриологических и клеточных явлений, в которых участвует актин-миозиновая система цитоскелета. В будущем подобные системы могут быть использованы для свободного придания клеткам определенных форм и для разработки искусственных органов», — поделился профессор Кадзухиро Аоки, один из участников исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
