Nowe odkrycia ujawniają potencjalne mechanizmy defektów komórkowych w laminopatii u ludzi

Badanie przeprowadzone przez Northwestern Medicine ujawnia różne role kluczowych izoform jądrowych płytek krwi w utrzymywaniu interakcji wewnątrzkomórkowych i mechanice komórkowej, zgodnie z wynikami opublikowanymi w Materiały Narodowej Akademii Nauk.

Nasze odkrycia ujawniają potencjalne mechanizmy defektów komórkowych w ludzkich laminopatiach, takie jak przedwczesne starzenie się (przedwczesna choroba starcza), kardiomiopatia rozstrzeniowa, kilka rodzajów dystrofii mięśniowej oraz w wielu nowotworach związanych z mutacjami lub zmianami w izoformach blaszkowatych. „

dr Robert Goldman, profesor biologii komórkowej i rozwojowej, medycyna w Oddziale Opieki Pneumonologicznej i starszy autor badania

Prawidłowe funkcjonowanie komórek ssaków zależy od ich zdolności do regulowania swoich właściwości mechanicznych, szczególnie w odpowiedzi na czynniki zewnętrzne. Obejmuje to interakcje między jądrem komórkowym a cytoszkieletem, proces regulowany przez kompleks LINC, który pośredniczy w przenikaniu molekularnym między blaszką jądra – zlokalizowaną na wewnętrznej powierzchni błony jądrowej – a kompleksami cytoszkieletu. Izoformy blaszki jądrowej zawierające blaszkę jądrową przyłączają się do różnych składników kompleksu LINC, które z kolei łączą się z włóknami pośrednimi cytoszkieletu i aktyny nitkowatej.

Izoformy płytek jądrowych to nitkowate białka w jądrze komórkowym, które odgrywają ważną rolę w regulacji struktury jądrowej komórki, regulacji jej genomu oraz utrzymywaniu kształtu jądra i drobnych właściwości mechanicznych jądra.

Istnieją cztery główne typy lamin jądrowych w komórkach ssaków: dwa typy A i dwa typy B. Jednak dokładna rola, jaką laminy jądrowe odgrywają w łączności cytoszkieletu i mechanice komórki, pozostaje do tej pory nieznana.

W bieżącym badaniu, wykorzystując ilościową mikroskopię ilościową w połączeniu z technikami mikromechanicznymi i biologią molekularną do badania embrionalnych fibroblastów myszy (MEF), zespół Goldmana odkrył, że witaminy typu A i typu B oddziałują z kompleksami LINC w różny sposób: oba. Filamentowe filamenty aktyny i wimentyny poprzez kompleksy LINC modulują sztywność korową i cytoplazmatyczną oraz kurczliwość komórek, podczas gdy laminy typu B oddziałują tylko z pośrednimi filamentami wimentyny poprzez kompleksy LINC, regulując sztywność i kurczliwość cytoplazmatyczną.

„Obecnie rozszerzamy nasze badania, zagłębiając się bardziej w strukturę i funkcję laminin, definiując ich interakcje z innymi szlakami jądrowymi i cytoplazmatycznymi, a dokładniej określając ich rolę w mechanice jądrowej” – powiedział Goldman.

Współautorem badania był 86-letni dr Stephen Adam, adiunkt biologii komórki i biologii rozwojowej. W tę pracę zaangażowali się również współpracownicy z Harvardu, MIT i Carnegie Institution.