U višećelijskim organizmima, migracija ćelija i mehanosensing su neophodni za razvoj i održavanje ćelije. Ovi procesi se oslanjaju na talin, ključnu fokalnu adheziju — ili FA — protein, centralni u povezivanju susednih ćelijskih matrica i omogućavanju prenosa sile između njih.
Talini se obično smatraju potpuno proširenim na FA između aktinskih filamenata — ili F-aktina — i receptora integrina koji je sličan sidru.
Ipak, istraživački tim na čelu sa Univerzitetom Kjoto je ranije primetio da se aktinska mreža stalno kreće preko FA kao jedinstvena jedinica: jedinstveni fenomen koji je u suprotnosti sa preovlađujućim shvatanjima.
„Ovo postavlja pitanje: kako talin uspeva da istovremeno održi međućelijsku vezu dok prenosi silu?“ pita odgovarajući autor Savako Jamaširo na Fakultetu prirodnih nauka u Kjotu. Studija je objavljena u Nature Communications
Najznačajnije, rezultati tima otkrivaju novi način prenosa sile u kojem dinamičko molekularno istezanje premošćuje ekstracelularni matriks i tekući F-aktin koji se kreće različitim brzinama. Ovo otkriće podvlači neophodnost molekularne elastičnosti i nasumične sprege za dovoljno prenošenje sile.
„U ljudskim razmerama, ovaj fenomen se može zamisliti kao super fleksibilan anime lik. On se hvata za voz koji prolazi brzinom od oko 50 km/h“, kaže Jamaširo.
Voz predstavlja tekući F-aktin, dok je platforma stanice supstrat. Superheroj igra talin FA protein koji bi ili bio odnesen nerastegnut ili bi ostao na podlozi.
„Međutim, povremeno, kada su oba kraja talina čvrsto usidrena, on se rasteže usled povlačenja jer se neki delovi ovog proteina mogu odvijati poput opruge“, objašnjava Jamaširo.
Uz pomoć intracelularnog fluorescentnog snimanja jednog molekula talina, Jamaširov tim je primetio i izračunao da približno 4% talina povezuje F-aktin i supstrat preko elastične prolazne spojke. Nasuprot tome, preostala većina je vezana za oba kraja.
Ovi nalazi takođe zahtevaju reviziju uloge molekularnog odvijanja, ažurirajući tradicionalni stav da ono funkcioniše kao mehanosenzor i amortizer kada se molekuli otvaraju pod spoljnom silom.
„Međutim, naši rezultati sugerišu da molekularno odvijanje olakšava prenos sile, a ne da je apsorbuje“, kaže koautor Dimitrios Vavilonis sa Univerziteta Lehigh.
„Možemo očekivati dalju upotrebu intracelularne mikroskopije sa jednim molekulom da bismo svedočili drugim mogućim intra- i vanćelijskim superherojskim ponašanjima, kao što je talinovo elastično prolazno kvačilo“, zaključuje koautor Naoki Vatanabe, takođe na KjotoU fakultetu za prirodne nauke.
