Клітини нашого організму вкриті тонкою ліпідною мембраною, яка довгий час вважалася лише своєрідним «бар’єром безпеки» — структурою, що відокремлює внутрішній вміст клітини від зовнішнього середовища. Проте нові дослідження поступово змінюють це уявлення. Виявляється, мембрана не просто захищає клітину, а й активно впливає на роботу білкових рецепторів, які в ній розташовані.
Нове дослідження хіміків з Massachusetts Institute of Technology додає переконливі докази цієї ідеї. Вчені виявили, що навіть незначні зміни у складі клітинної мембрани можуть суттєво змінювати поведінку рецепторів, які контролюють ріст і поділ клітин.
Особливу увагу дослідники приділили рецептору рецептор епідермального фактора росту. Саме він відіграє ключову роль у регуляції клітинного росту. Як з’ясувалося, коли в мембрані підвищується частка негативно заряджених ліпідів, цей рецептор може «застрягати» в постійно активному стані. У такій ситуації клітина отримує безперервний сигнал до поділу — навіть без зовнішнього стимулу.
За словами професорки Gabriela Schlau-Cohen, яка очолювала дослідження, традиційно мембрану розглядали як пасивний каркас. Але нові дані свідчать, що її хімічний склад безпосередньо впливає на роботу рецепторів і, відповідно, на поведінку клітин. Це відкриває зовсім інший погляд на механізми регуляції клітинного росту.
Дослідження показало, що в нормі близько 15% мембрани складається з негативно заряджених ліпідів. Якщо цей показник зростає до 30%, клітина ще функціонує стабільно. Але коли рівень досягає приблизно 60%, рецептор EGFR переходить у «заблокований активний режим», який постійно запускає сигнали росту. Саме такий стан часто спостерігається в ракових клітинах.
Це може пояснити, чому деякі пухлини ростуть настільки агресивно: їхні мембрани фактично утримують сигнали росту увімкненими безперервно. Таким чином, сама структура клітинної оболонки стає одним із факторів неконтрольованого поділу.
Окрім цього, вчені дослідили вплив холестерину. Виявилося, що підвищений рівень цього компонента робить мембрану більш жорсткою, а це, навпаки, пригнічує активність EGFR. Тобто різні компоненти мембрани можуть або «розганяти», або «гальмувати» клітинні сигнали росту.
Для своїх експериментів дослідники використовували спеціальні моделі мембран — нанодиски, які дозволяють відтворити природне середовище клітини в лабораторних умовах. Завдяки цьому вдалося детально спостерігати, як змінюється форма рецептора та як це впливає на його активність.
Також застосовувалася високоточна методика, що дозволяє вимірювати найменші зміни в структурі білків на рівні окремих молекул. Це дало змогу побачити, як сигнали передаються через всю довжину рецептора — від зовнішньої частини клітини до внутрішніх механізмів.
Отримані результати відкривають потенційно нові підходи до лікування онкологічних захворювань. Якщо науковцям вдасться знайти способи впливу на заряд мембрани або її склад, це може стати основою для терапій, які «вимикають» надмірно активні сигнали росту в ракових клітинах.
Дослідження підтримали National Institutes of Health та департамент хімії MIT. Воно не лише поглиблює розуміння того, як працюють клітини, а й показує, що навіть такі, здавалося б, прості структури, як мембрани, можуть відігравати ключову роль у розвитку складних захворювань, зокрема раку.
Джерело: portaltele.com.ua