Забудьте все, що ви знали про колаген.
Жорсткі волокна, що нагадують мотузку, які, як вважалося, скріплюють наші кістки? Такого всередині клітини немає. Шістдесят років біологи були впевнені, що знають істину. Вони вважали, що колаген спочатку є жорстким стрижнем. Довгий, міцний, негнучкий. Структурний трос, готовий до виконання своїх обов’язків.
Вони помилялися.
Все починається з краплі.
Дослідники із Центру регуляції геному в Барселоні спостерігали за живими клітинами. Реальними. Зокрема за гепатоцитами печінки людини, саме за зірчастими клітинами, які формують рубці при фіброзі. Вони не побачили стрижнів. Вони побачили сфери. М’які, податливі скупчення білка, що плавають у цитоплазмі.
«Всередині клітини колаген не є твердим».
Він утворює рідкі конденсати. Уявіть краплі олії у воді. Вони зливаються. Вони поділяються. Вони відскакують один від одного. Це м’яка речовина у світі, який ми помилково вважали жорсткою.
Чому це важливо
Ось загадка, яка десятиліттями суперечила підручникам.
Очищений колаген величезний. Його довжина може сягати 400 нанометрів.
Клітинні мішечки, які його транспортують, звані везикулами? Крихітні. Їхня ширина складає всього 60-90 нм.
Як просунути довгу палицю через маленькі двері?
Біологи було неможливо пояснити.
Це порушувало базові фізичні закони клітинного транспорту.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Journal of Cell Biology, пропонує рішення. Колаген ще не став ціпком. Він ще не зібрався. Усередині ендоплазматичного ретикулуму (ЕПР) він є рідкою масою. Легко переміщується. Легко керовану.
Вівек Малхотра, провідний автор дослідження, називає це функцією безпеки.
Якби той жорсткий стрижень сформувався всередині клітини, він би пронизав усе на своєму шляху. Це було б смертельно.
«Бо якби він став фіброзним [жорстким волокном], він убив би клітину».
Тримаючи колаген у рідкому стані, клітина захищає себе. Він stiffen up (твердіє) лише тоді, коли залишає клітину.
«Рідинна екструзія»
Це змінює уявлення, як клітини експортують білки.
Чотири десятиліття ми думали, що справа в рецепторах та везикулах. Маленькі мішечки, що переносять вантаж. Ця модель принесла Нобелівську премію 2003 року. Але команда Малхотри пропонує щось інше. Рідинна екструзія.
Уявіть капілярний ефект.
Згадайте, як живильні речовини піднімаються стеблом рослини проти гравітації.
Або як рідина вичавлюється з насадки.
Колаген знаходиться у місці виходу з ЕПР. Він витікає. Він змочує вихід. Він рухається за рахунок фізичних сил, а не лише завдяки біологічному розпізнаванню.
І тут з’являється ключовий гравець.
TANGO1.
Відкритий цією лабораторією двадцять років тому. Ми знали, що він потрібний для експорту. Тепер ми розуміємо, чому.
TANGO1 – це не просто перевізник. Це причальна стійка. Він утримує рідку грудку колагену на місці, щоб її можна було видавити назовні. Заберіть TANGO1? Краплі сформуються. Але вони нікуди не подінуться. Вони відпливуть від місця виходу. Секретації не відбудеться.
За межами мікроскопа
Поки що це гіпотеза. Вчені планують створити моделі на мишах, щоб перевірити, чи працюють закони гідродинаміки у живій тканині. Але наслідки вже значні.
Рак ховається у колагені.
Пухлини виділяють великі його кількості. Вони будують довкола себе щільний фіброзний щит. Хіміотерапія не досягає мети. Імунна система не бачить загрози. Рак сидить усередині цементоподібної матриці, створеної ним самим.
Малхотра прямим текстом заявляє:
«Одна з головних проблем при раку … полягає в тому, що клітини ховаються в панцирі».
Якщо ми зрозуміємо, як рухається колаген, можливо, ми зможемо зупинити цей процес.
Відкриваються два напрями:
1. Вимкнути TANGO1. Обрізати швартовий канат.
2. Зруйнувати конденсат. Перетворити грудку на щось, непридатне для експорту.
Це руйнує тканинний цемент.
Або принаймні дає нам карту того, де він застигає.
Ми витратили 60 років, намагаючись зрозуміти природу мотузки. Виявилося, що нам слід спочатку подивитися на калюжу.
Чи оновить решта клітинної біології свої схеми найближчим часом?
Можливо.
Зображення вже у мережі.
