Клетки кожи человека соединяются застёжкой велькро

Учёные из Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гамбурге (EMBL) смогли рассмотреть с помощью мощного микроскопа клетки кожи человека на молекулярном уровне.

Впервые биологи получили трёхмерное изображение границы клеточных мембран и белков, отвечающих за контакт клетка-клетка. Удалось им это благодаря методу криоэлектронной томографии (крио-ЭТ, cryo-electron tomography).

Увидеть белки в их естественных условиях не так-то просто. До сих пор рассмотреть белки и детали их взаимодействия можно было только с очень низким разрешением (с помощью оптической микроскопии) или вне естественной среды.

Ахиллеас Франгакис (Achilleas Frangakis) и его коллеги из EMBL усовершенствовали технологию криоэлектронной томографии. Для съёмки клетка или некоторое количество ткани мгновенно замораживается, а затем фотографируется со всех сторон электронным микроскопом.



В обычных условиях (ранее) клетку приходилось обрабатывать химическими препаратами или покрывать тонким проводящим слоем металла, что нарушало её естественное состояние. Метод крио-ЭТ даёт более реальное изображение.

"Ранее нам никогда не удавалось получить изображение участка ткани с таким высоким разрешением, теперь нам видны детали размером в несколько миллионных долей миллиметра, — говорит Франгакис. — Теперь мы можем очень многое узнать о процессе взаимодействия молекул, которые отвечают за межклеточную адгезию в эпителиальных тканях".

Исследователи использовали крио-ЭТ для обследования белков, которые поддерживают целостность тканей и органов (например, кожи и сердца), а также отвечают за пролиферацию (разрастание) тканей.

Такие белки (кадгерины) крепятся на мембране клетки и, взаимодействуя друг с другом, удерживают клетки вместе.

Учёные рассмотрели взаимодействие двух таких белков и выяснили, откуда у кожи такая прочность. По словам Ашрафа Аль-Амуди (Ashraf Al-Amoudi), одного из биологов, занимающегося этим исследованием, оказалось, что "каждый кадгерин связывается дважды: с молекулой прилежащей клетки и с его ближайшим соседом". Внешне это очень похоже на своеобразную застёжку велькро (у которой с одной стороны крючки, с другой – петли).

Возможность по-новому взглянуть на давно обсуждаемый процесс позволит лучше понять, как пространственное расположение белков влияет на межклеточную адгезию и пролиферацию.

Подробности исследования вы можете узнать из пресс-релиза лаборатории или из статьи авторов, опубликованной в декабрьском номере журнала Nature.