Un nou mecanism proteic explică modul în care celulele răspund la forțele fizice
Un studiu recent publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences schimbă înțelegerea modului în care proteina talină funcționează în zonele în care celulele se atașează de mediul lor. Cercetările dezvăluie un mecanism necunoscut până acum prin care forța mecanică reglează talina, o proteină esențială pentru adeziunea celulară și mecanosensibilitate.
Rolul talinei în adeziunea celulară
Talina joacă un rol central atât în adeziunea celulară, cât și în detectarea forțelor mecanice, precum presiunea și întinderea. Cercetătorii de la Universitatea Tampere au descoperit că o regiune a proteinei talină, despre care se credea anterior că leagă integrinele — proteinele de adeziune situate în membrana celulară — are mai probabil rolul de situs unde moleculele de talină se leagă între ele sub încărcare mecanică. Aceste concluzii contrazic presupunerile anterioare despre această regiune a talinei și sugerează că auto-asocierea talinei dependentă de forță ar putea reprezenta un aspect important al funcției sale biologice.
Forța expune un situs de legare ascuns
„Când asupra talinei se aplică o forță mecanică, structura sa se modifică. Aceasta expune o regiune ascunsă cunoscută sub numele de regiune predispusă la agregare, sau APR, permițând moleculelor de talină să se lege între ele. Acest lucru recrutează molecule suplimentare de talină la situsurile de adeziune și poate contribui la întărirea structurilor adezive”, explică cercetătorul doctoral Mahmudul Tanvir din cadrul grupului de cercetare Protein Dynamics de la Universitatea Tampere.
Pe măsură ce încărcarea mecanică crește, acest mecanism poate ajuta celulele să își consolideze atașamentul față de mediul înconjurător și să se adapteze la condiții în schimbare.
Vinculina, un rol neașteptat de „mecano-șaperon”
Studiul identifică, de asemenea, un rol necunoscut anterior pentru vinculină, o componentă cheie a mașinăriei de adeziune celulară, ca „mecano-șaperon” capabil să demonteze ansamblurile de talină formate sub acțiunea forței. Concluziile sugerează că vinculina ar putea ajuta la controlul echilibrului dintre asamblarea și dezasmblarea structurilor de adeziune sub încărcare mecanică.
„Talina a servit drept model cheie pentru înțelegerea modului în care celulele detectează forțele mecanice din mediul lor, iar acest studiu dezvăluie un nivel complet nou de reglare dependentă de forță. Ceea ce face aceste concluzii deosebit de interesante este că am descoperit o funcție complet neașteptată într-o regiune care a fost mult timp privită prin intermediul unei lentile biologice diferite. În același timp, lucrarea contrazice presupunerile anterioare și extinde înțelegerea noastră asupra biologiei talinei. Descoperirea unui mecanism nou dependent de forță într-o proteină studiată de decenii evidențiază felul în care chiar și modelele biologice bine stabilite pot ascunde biologie neașteptată, care așteaptă să fie descoperită”, afirmă Paula Turkki, docent și cercetător senior la Universitatea Tampere.
Posibile legături cu cercetarea bolilor
Concluziile oferă perspective fundamentale noi asupra modului în care celulele detectează și răspund la forțele mecanice, informații care ar putea orienta în viitor cercetarea biomedicală.
„Acest lucru ar putea deschide noi direcții de cercetare pentru boli în care adeziunea celulară, migrarea sau semnalizarea mecanică sunt perturbate. Aceste procese joacă roluri importante în progresia cancerului, vindecarea rănilor și funcționarea inimii, mușchilor și țesuturilor conjunctive”, spune Tanvir.
O colaborare internațională
Studiul a fost condus de laboratorul profesorului Ben Goult de la Universitatea din Liverpool, în colaborare cu cercetători de la Universitatea Tampere, Universitatea Cambridge, Universitatea Kent și Universitatea Națională din Singapore. De la Universitatea Tampere, la studiu au contribuit docentul și cercetătorul senior Turkki, Tanvir și profesorul Vesa Hytönen.
