Нанотрубочки позволяют клеткам обмениваться сообщениями

Исследователи обнаружили средство коммуникации между клетками, которое может помочь в понимании развития от эмбриона до мыслительной деятельности.

Находящаяся в Норвегии команда исследователей сообщила на слушаниях Национальной Академии Наук, что электрические сигналы могут быть переданы между отдаленными ячейками посредством нанотрубочек – ультратонких кабелёчков, содержащих белки актина и имеющих непосредственное соединение с клетками. Белок формирует своеобразные поры между двумя смежными ячейками и благодаря этому образуется непосредственное соединение. До сих пор, электрическую передачу сигналов считали быстрым, но ограниченным способом коммуникации, характерным преимущественно для клеток сердца и мозга. Но ввиду того, что большое количество разнообразных клеток имеют нанотрубочки, а следовательно и контакты друг с другом, можно предположить, что коммуникации более распространены, чем полагалось ранее.

«Получается, что у клеток есть телефонные провода, позволяющие общаться друг с другом,» говорит клеточный биолог Ханс-Герман Гердес, из Университета Бергена и соавтор исследования.

В исследовании высказывается предположение, что «клетки могут использовать электрическую коммуникацию на длинных расстояниях и быть связаны теснее, чем мы думали,» говорит клеточный биолог Дэниел Дэвис из Имперского колледжа Лондона.

Шесть лет назад, используя световую микроскопию, команда Гердеса обнаружила ультратонкие кабелёчки, простирающиеся между клетками почки, протяженностью в несколько клеток. Тогда они назвали их туннельные нанотрубочки* (tunnelling nanotubes), а сейчас они называются мембранные нанотрубочки (membrane nanotubes). Различные виды клеток могу траспортировать молекулы посредством нанотрубочек в чашке Петри. Например, ВИЧ может путешествовать через нанотрубочки соединяющие иммунные клетки, а прионы проходят через нанотрубочки соединяющие нейроны. Однако, так и непонятно каким образом открывается мембрана клеток для приема и передачи «груза». Кроме того нет никаких убедительных объяснений как же связаны с физиологией нанотрубочки, что и вызывает вопросы у ученых.

Преодоление расстояний

Уолтер Мозес, микробиологи из Йельского Университета был критически настроен по отношению ко всему, что касается нанотрубочек, но он говорит, что его впечатлила текущая работа и демонстрация передачи сигналов посредством нанотрубочек. «Я думаю, что ранее нанотрубочки не удавалось связать с существующими биологическими понятиями,» объясняет он. «Но эти данные позволяют с достаточно высокой степенью точности вписаться в картину строения клетки, а так же понять роль межклеточных связей, все это теперь обретает смысл».

Используя электрофизиологические методы, авторы показывают, как поток проходит по нанотрубочкам и вынуждает открыться ионные каналы в мембране присоединенной клетки. Этот поток ионов в свою очередь позволяет смодулировать проводящие пути, вовлеченные в такие процессы, как, например, движение клетки. При этом авторы обнаружили, что если межклеточные соединения были инактивированны или отсутствовали, то поток не двигался.

Эта дальняя передача сигналов может лежать в основе скоординированной миграции клеток, наблюдаемой в развивающихся эмбрионах. Например, клетки собираются в два сгиба, чтобы сформировать нервную трубку, предшественницу центральной нервной системы у эмбрионов позвоночных. Очевидно, что клетки общаются, чтобы синхронизировать свое поведение, говорит Гердес, но как они делают это, было не ясно. Передача посредством нанотрубочек  обеспечивает альтернативу способам межклеточной коммуникации, требующим непосредственного контакта клеток или растворимых секретов.

Гердес говорит, что эти открытия могут означать, что дополнительные слои коммуникации присутствуют в мозгу человека «решительно» увеличивая сложность системы.

«Авторы этой работы выявили захватывающий способ, посредством которого ячейки могут общаться на расстоянии. Это означает, что вы больше не можете думать только о клетках непосредственно соприкасающихся друг с другом,» говорит Макл Левин из Университета Тафта в Медфорде, Массачусетс. «Понимание того, какая именно физиологическая информация передается по этим нанотрубочкам, теперь и будет ключевым вопросом будущего».

 

*Прим. SpravZdrav.RU Слово nanotubes можно перевести не только как нанотрубочки, но и как нанокальнацы.


22/09/2010 16:09
Loading…


Источник: nature.com