Čini se da opsežna porodica proteina koji daje ljudskoj koži mehaničku snagu takođe organizuje molekularne signale koji kontrolišu aktivnost ćelija kože, pokazuje studija koju su vodili istraživači UT Southvestern Medical Center. Nalazi tima, objavljeni u Developmental Cell, mogli bi dovesti do novih načina za borbu protiv niza kožnih bolesti, uključujući čireve i rak kože.
„Nikada nije bilo jasno zašto je koži potrebno ovoliko proteina i njihov komplikovan obrazac ekspresije samo da bi obezbedila mehaničku snagu. Ljudi su bili veoma zainteresovani za šta još ovi proteini mogu da urade, i konačno počinjemo da dobijamo odgovore“, rekao je prvi autor Benjamin Nanes, MD, Ph.D., docent za dermatologiju i na odeljenju za bioinformatiku Lida Hill na UT Southvestern.
Dr Nanes je vodio studiju pod mentorstvom dr Gaudenza Danusera, predsedavajućeg i profesora bioinformatike i profesora ćelijske biologije, koji je bio glavni autor studije.
Dr Nanes je objasnio da koža dobija svoju mehaničku snagu od keratinskih intermedijarnih filamenata (KIF), proteina nalik na užad koji ukrštaju unutrašnjost ćelija kože i formiraju veze između ćelija. Ova porodica proteina obuhvata 54 člana, koje ćelije proizvode u različitim kombinacijama u zavisnosti od okolnosti.
Na primer, kada koža postane ranjena, ona povećava obilje KIF-ova poznatih kao K6A, K6B, K6C, K16 i K17 u većim razmerama od drugih KIF-ova. Međutim, pošto snaga kože ostaje približno ista uprkos različitim okolnostima, potreba za toliko različitih članova u porodici KIF i način na koji promene u njihovom relativnom obilju utiču na procese kao što je zarastanje rana su nejasne.
Naučnici često proučavaju uloge specifičnih proteina mutiranjem ili brisanjem gena odgovornog za njihovu proizvodnju. Međutim, dr Nanes je rekao da bi proučavanje KIF-ova korišćenjem ove strategije samo oslabilo kožu, što bi onemogućilo odvajanje njihove uloge u obezbeđivanju mehaničke snage od drugih mogućih poslova koje imaju.
Da bi izbegli ovaj nedostatak, on i njegove kolege genetski su konstruisale dve serije ćelija kože: jedna je napravila više KIF K6A povezanog sa ranom, a druga je napravila više KIF-a povezanog sa netaknutom kožom, poznatog kao K5. Nakon što su dozvolili ovim ćelijama da prerastu u organoide kože koji su formirali slojeve tipične za prirodnu kožu, istraživači su uporedili kako se ponašaju ćelije u svakom od ovih organoida.
Otkrili su da su ćelije sa višim K6A migrirale lakše od ćelija sa višim K5, omogućavajući im da bolje zatvore rane nastale u organoidima kože. Međutim, ćelijska migracija zavisi od različitih proteina zvanih miozinski motori koji stvaraju sile potrebne za vuču. Rad miozinskih motora nije direktno povezan sa KIF-ovima.
Istražujući dalje, tim je pokazao da je relativno obilje K6A promenilo rad molekularnog prekidača koji aktivira miozin; više K6A je pokrenulo više miozina da se uključi, što je podstaklo ćelije da lutaju. Manje K6A sprečilo je pokretanje ovih motora.
Iako nije potpuno jasno zašto K6A može efikasnije da uključi miozin, dr Danuser je spekulisao da bi različiti KIF-ovi mogli da služe kao mesta gde molekuli uključeni u ćelijsku kontrolu mogu da se skupe i formiraju komplekse neophodne za uključivanje ili isključivanje određenih aktivnosti.
„Delujući kao platforme na kojima se okupljaju različiti signalni molekuli, KIF-ovi bi mogli povećati šanse da se ovi molekuli sretnu da pokrenu različite funkcije u ćelijama“, rekao je on.
Dr Nanes planira da testira ovu hipotezu u budućim studijama i istraži druge molekularne prekidače koji se mogu oslanjati na KIF-ove.
Više informacija: Benjamin A. Nanes et al, Promene u ekspresiji izoforme keratina aktiviraju signale pokretljivosti tokom zarastanja rana, Developmental Cell (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.06.011
Informacije o časopisu: Developmental Cell
Obezbeđuje medicinski centar UT Southvestern
Istražite dalje
