Забудьте всё, что вы знали о коллагене.
Жесткие, напоминающие веревку волокна, которые, как считалось, скрепляют наши кости? Такого внутри клетки не происходит. Шестьдесят лет биологи были уверены, что знают истину. Они полагали, что коллаген изначально представляет собой жесткий стержень. Длинный, прочный, негибкий. Структурный трос, готовый к исполнению своих обязанностей.
Они ошибались.
Всё начинается с капли.
Исследователи из Центра регуляции генома в Барселоне наблюдали за живыми клетками. Реальными. А именно за гепатоцитами печени человека, конкретно за звездчатыми клетками, которые формируют рубцы при фиброзе. Они не увидели стержней. Они увидели сферы. Мягкие, податливые скопления белка, плавающие в цитоплазме.
«Внутри клетки коллаген не является жестким».
Он образует жидкие конденсаты. Представьте капли масла в воде. Они сливаются. Они разделяются. Они отскакивают друг от друга. Это мягкое вещество в мире, который мы по ошибке считали жестким.
Почему это важно
Вот загадка, которая десятилетиями противорчила учебникам.
Очищенный коллаген огромен. Его длина может достигать 400 нанометров.
Клеточные мешочки, транспортирующие его, называемые везикулами? Крошечные. Их ширина составляет всего 60–90 нм.
Как продвинуть длинную палку через маленькую дверь?
Биологи не могли объяснить.
Это нарушало базовые физические законы клеточного транспорта.
Новое исследование, опубликованное в журнале Journal of Cell Biology, предлагает решение. Коллаген еще не стал палкой. Он еще не собрался. Внутри эндоплазматического ретикулума (ЭПР) он представляет собой жидкую массу. Легко перемещаемую. Легко управляемую.
Вивек Малхотра, ведущий автор исследования, называет это функцией безопасности.
Если бы тот жесткий стержень сформировался внутри клетки, он пронзил бы всё на своём пути. Это было бы смертельно.
«Потому что если бы он стал фиброзным [жестким волокном], он убил бы клетку».
Держа коллаген в жидком состоянии, клетка защищает себя. Он stiffen up (твердеет) только тогда, когда покидает клетку.
«Жидкостная экструзия»
Это меняет представление о том, как клетки экспортируют белки.
Четыре десятилетия мы думали, что дело в рецепторах и везикулах. Маленькие мешочки, переносящие груз. Эта модель принесла Нобелевскую премию в 2003 году. Но команда Малхотры предлагает нечто иное. Жидкостная экструзия.
Представьте капиллярный эффект.
Вспомните, как питательные вещества поднимаются по стеблю растения против гравитации.
Или как жидкость выжимается из насадки.
Коллаген находится в месте выхода из ЭПР. Он вытекает. Он смачивает выход. Он движется за счет физических сил, а не только благодаря биологическому распознаванию.
И здесь появляется ключевой игрок.
TANGO1.
Открытый этой лабораторией двадцать лет назад. Мы знали, что он необходим для экспорта. Теперь мы понимаем почему.
TANGO1 — это не просто перевозчик. Это причальная стойка. Он удерживает жидкий комок коллагена на месте, чтобы его можно было выдавить наружу. Уберите TANGO1? Капли сформируются. Но они никуда не денутся. Они уплывут от места выхода. Секретация не произойдет.
За пределами микроскопа
Пока это гипотеза. Ученые планируют создать модели на мышах, чтобы проверить, работают ли законы гидродинамики в живой ткани. Но последствия уже значительны.
Рак прячется в коллагене.
Опухоли выделяют огромные его количества. Они строят вокруг себя плотный фиброзный щит. Химиотерапия не достигает цели. Иммунная система не видит угрозы. Рак сидит внутри цементоподобной матрицы, созданной им самим.
Малхотра прямым текстом заявляет:
«Одна из главных проблем при раке… заключается в том, что клетки прячутся в панцире».
Если мы поймем, как движется коллаген, возможно, мы сможем остановить этот процесс.
Открываются два направления:
1. Отключить TANGO1. Обрезать швартовый канат.
2. Разрушить конденсат. Превратить комок в нечто, непригодное для экспорта.
Это разрушает тканевый «цемент».
Или, по крайней мере, дает нам карту того, где он застывает.
Мы потратили 60 лет, пытаясь понять природу веревки. Оказалось, что нам следовало сначала посмотреть на лужу.
Обновит ли остальная часть клеточной биологии свои схемы в ближайшее время?
Возможно.
Изображения уже в сети.
