Zapomnij o wszystkim, co wiedziałeś o kolagenie.
Twarde, podobne do liny włókna, które, jak sądzono, spajają nasze kości? To nie dzieje się wewnątrz komórki. Przez sześćdziesiąt lat biolodzy byli pewni, że znają prawdę. Uważali, że początkowo kolagen był sztywnym prętem. Długie, mocne, nieelastyczne. Kabel konstrukcyjny gotowy do wykonywania swoich obowiązków.
Mylili się.
Wszystko zaczyna się od kropli.
Naukowcy z Centrum Regulacji Genomu w Barcelonie obserwowali żywe komórki. Prawdziwy. Mianowicie za hepatocytami ludzkiej wątroby, szczególnie za komórkami gwiaździstymi, które tworzą blizny podczas zwłóknienia. Nie widzieli prętów. Zobaczyli kule. Miękkie, giętkie grudki białka unoszące się w cytoplazmie.
„Wewnątrz komórki kolagen nie jest sztywny”.
Tworzy ciekłe kondensaty. Wyobraź sobie krople oleju w wodzie. Łączą się. Są oddzieleni. Odbijają się od siebie. To miękka substancja w świecie, który błędnie uważaliśmy za twardy.
Dlaczego to jest ważne?
Oto tajemnica, która od dziesięcioleci wymykała się podręcznikom.
Oczyszczony kolagen jest ogromny. Jego długość może osiągnąć 400 nanometrów.
Woreczki komórkowe, które go transportują, zwane pęcherzykami? Malutki. Ich szerokość wynosi zaledwie 60–90 nm.
Jak wepchnąć długi kij przez małe drzwi?
Biolodzy nie potrafili tego wyjaśnić.
Naruszyło to podstawowe prawa fizyczne transportu komórkowego.
Nowe badanie opublikowane w Journal of Cell Biology oferuje rozwiązanie. Kolagen nie stał się jeszcze sztyftem. Jeszcze się nie przygotował. Wewnątrz retikulum endoplazmatycznego (ER) znajduje się płynna masa. Łatwe do przenoszenia. Łatwe w zarządzaniu.
Vivek Malhotra, główny autor badania, nazywa to funkcją bezpieczeństwa.
Gdyby ten twardy pręt uformował się wewnątrz komórki, przebiłby wszystko na swojej drodze. To byłoby śmiertelne.
„Bo gdyby stało się włókniste [twarde włókno], zabiłoby komórkę.”
Utrzymując kolagen w stanie ciekłym, komórka chroni się sama. Sztywnieje dopiero po opuszczeniu celi.
„Wytłaczanie cieczy”
Zmienia to sposób, w jaki komórki eksportują białka.
Przez cztery dekady uważaliśmy, że jest to kwestia receptorów i pęcherzyków. Małe torby do przenoszenia ładunku. Model ten zdobył Nagrodę Nobla w 2003 roku. Jednak zespół Malhotry oferuje coś innego. Wytłaczanie cieczy.
Wyobraź sobie efekt kapilarny.
Pomyśl o tym, jak składniki odżywcze przemieszczają się w górę łodygi rośliny wbrew grawitacji.
Lub jak ciecz jest wyciskana z dyszy.
Kolagen znajduje się w miejscu wyjścia z SOR. Wypływa. Zwilża wyjście. Porusza się pod wpływem sił fizycznych, a nie tylko biologicznego rozpoznania.
I tu wkracza kluczowy gracz.
TANGO1.
Otwarte przez to laboratorium dwadzieścia lat temu. Wiedzieliśmy, że jest potrzebny na eksport. Teraz rozumiemy dlaczego.
TANGO1 to nie tylko przewoźnik. To jest stanowisko cumownicze. Utrzymuje płynną grudkę kolagenu na miejscu, dzięki czemu można ją wycisnąć. Usunąć TANGO1? Tworzą się kropelki. Ale oni nigdzie się nie wybierają. Odpłyną od punktu wyjścia. Wydzielanie nie nastąpi.
Poza mikroskopem
Na razie jest to hipoteza. Naukowcy planują stworzyć modele mysie, aby sprawdzić, czy prawa dynamiki płynów działają w żywej tkance. Ale konsekwencje są już znaczące.
Rak kryje się w kolagenie.
Guzy wydzielają go w ogromnych ilościach. Budują wokół siebie gęstą, włóknistą tarczę. Chemioterapia nie osiąga celu. Układ odpornościowy nie widzi zagrożenia. Rak znajduje się wewnątrz cementopodobnej matrycy, którą sam wytworzył.
Malhotra stwierdza bez ogródek:
„Jednym z głównych problemów związanych z rakiem… jest to, że komórki chowają się w skorupce.”
Jeśli zrozumiemy, jak porusza się kolagen, być może uda nam się zatrzymać ten proces.
Otwierają się dwa kierunki:
1. Wyłącz TANGO1. Przetnij linę cumowniczą.
2. Zniszcz kondensat. Zamień bryłę w coś nienadającego się na eksport.
To powoduje rozbicie „cementu” tkanki.
Albo przynajmniej daje nam mapę miejsc, w których zamarza.
Spędziliśmy 60 lat próbując zrozumieć naturę liny. Okazuje się, że powinniśmy byli najpierw przyjrzeć się kałuży.
Czy reszta biologii komórki w najbliższym czasie zaktualizuje swoje plany?
Może.
Zdjęcia są już w internecie.
