Zapomeňte na vše, co jste věděli o kolagenu.
Pevná vlákna podobná provazu, o kterých se předpokládalo, že drží naše kosti pohromadě? To se uvnitř buňky neděje. Šedesát let byli biologové přesvědčeni, že znají pravdu. Věřili, že kolagen byl zpočátku tuhá tyčinka. Dlouhý, silný, nepoddajný. Konstrukční kabel připravený plnit své povinnosti.
Mýlili se.
Vše začíná kapkou.
Vědci z Centra pro regulaci genomu v Barceloně pozorovali živé buňky. Nemovitý. Totiž za hepatocyty lidských jater, konkrétně za hvězdicovými buňkami, které tvoří jizvy při fibróze. Ty tyče neviděli. Viděli koule. Měkké, poddajné shluky bílkovin plovoucí v cytoplazmě.
“Uvnitř buňky není kolagen tuhý.”
Tvoří kapalné kondenzáty. Představte si kapky oleje ve vodě. Splývají. Jsou odděleni. Odrážejí se od sebe. Je to měkká látka ve světě, který jsme mylně považovali za tvrdý.
Proč je to důležité?
Zde je záhada, která po desetiletí vzdorovala učebnicím.
Vyčištěný kolagen je obrovský. Jeho délka může dosáhnout 400 nanometrů.
Buněčné váčky, které to transportují, zvané vezikuly? Maličký. Jejich šířka je pouze 60–90 nm.
Jak prostrčit dlouhou hůl malými dvířky?
Biologové to nedokázali vysvětlit.
Tím byly porušeny základní fyzikální zákony buněčného transportu.
Řešení nabízí nová studie publikovaná v Journal of Cell Biology. Kolagen se ještě nestal tyčinkou. Ještě se nepřipravil. Uvnitř endoplazmatického retikula (ER) je to kapalná hmota. Snadno přemístitelný. Snadno ovladatelné.
Vivek Malhotra, hlavní autor studie, to nazývá bezpečnostním prvkem.
Pokud by se ta tvrdá tyč vytvořila uvnitř buňky, prorazila by vše, co by jí stálo v cestě. Bylo by to smrtelné.
“Protože kdyby se stal vláknitým [tvrdým vláknem], zabil by buňku.”
Udržováním kolagenu v tekutém stavu se buňka chrání. Ztuhne, až když opustí buňku.
“Tekuté vytlačování”
To mění způsob, jakým buňky exportují proteiny.
Čtyři desetiletí jsme si mysleli, že je to záležitost receptorů a vezikul. Malé tašky, které přepravují náklad. Tento model získal Nobelovu cenu v roce 2003. Malhotrův tým ale nabízí něco jiného. Tekutá extruze.
Představte si kapilární efekt.
Představte si, jak se živiny pohybují po stonku rostliny proti gravitaci.
Nebo jak se kapalina vytlačuje z trysky.
Kolagen se nachází v místě výstupu z ER. Vytéká ven. Smáčí východ. Pohybuje se díky fyzikálním silám, nejen biologickým rozpoznáním.
A tady nastupuje klíčový hráč.
TANGO1.
Otevřena touto laboratoří před dvaceti lety. Věděli jsme, že je potřeba pro export. Teď už chápeme proč.
TANGO1 není jen nosič. Toto je kotevní stojan. Udržuje tekutý shluk kolagenu na místě, takže jej lze vytlačit. Odebrat TANGO1? Budou se tvořit kapky. Ale nikam nejdou. Budou plavat pryč z výstupního bodu. K sekreci nedojde.
Za mikroskopem
Prozatím je to hypotéza. Vědci plánují vytvořit modely myší, aby otestovali, zda zákony dynamiky tekutin fungují v živé tkáni. Ale důsledky jsou již značné.
Rakovina se skrývá v kolagenu.
Nádory ho vylučují obrovské množství. Vybudují kolem sebe hustý vláknitý štít. Chemoterapie nedosahuje svého cíle. Imunitní systém hrozbu nevidí. Rakovina sedí uvnitř cementové matrice, kterou si sama vytvořila.
Malhotra otevřeně říká:
“Jedním z hlavních problémů rakoviny… je to, že se buňky skrývají ve skořápce.”
Pokud pochopíme, jak se kolagen pohybuje, můžeme být schopni tento proces zastavit.
Otevírají se dva směry:
1. Vypněte TANGO1. Přestřihněte kotevní lano.
2. Zničte kondenzát. Udělejte z hroudy něco nevhodného pro export.
Tím se rozloží tkáňový “cement”.
Nebo nám alespoň dá mapu, kde to mrzne.
Strávili jsme 60 let snahou porozumět podstatě lana. Ukázalo se, že jsme se měli nejdřív podívat do louže.
Aktualizuje zbytek buněčné biologie v dohledné době svá schémata?
Možná.
Obrázky jsou již online.
