«Подушка безопасности» помогает клеткам справиться с механическим стрессом

Чтобы смягчить механические силы, клетки морщат наружную мембрану.

Нашим клеткам приходится иметь дело не только с биохимическими стрессами (например, когда накапливаются окислительные радикалы, или, наоборот, когда мало кислорода), но и с обычными механическими – когда клетке приходится сжиматься или растягиваться. Задача у клетки проста – не допустить повреждений, не порвать мембрану, не разрушиться под действием механических сил. Как легко понять, эта проблема актуальна в первую очередь для мышечных клеток, но также и для эмбриональных, вообще для всех, кто активно двигается (например, для иммунных клеток, которые рыщут по тканям в поисках патогенов), и для запасающих – например, жировым клеткам, накапливающим липиды, очень важно иметь определённый запас прочности.

Очевидно, раз наши клетки не разрушаются от механического стресса, у них есть приспособления, чтобы с ним справляться. В статье в Nature Communications исследователи из испанского Национального сердечно-сосудистого центра описывают, как клеточная мембрана в случае нужды приобретает особый рельеф, смягчающий механические силы: на мембране появляются впадины и углубления, она в прямом смысле сморщивается и становится похожа на гармошку. Если в этом месте клетку начать растягивать, если на неё здесь что-нибудь надавит, то сморщенная мембрана послужит чем-то вроде подушки безопасности.

Но такая мембранная подушка, или, точнее, гармошка безопасности должна появляться в нужное время и в нужном месте. То есть у клетки должны быть датчики, которые бы чувствовали механические силы, и давали бы указания внутриклеточным белкам перестроиться так, чтобы появилась гармошка (не будем забывать, что мембрана клеток тесно связана с белками цитоскелета и с множеством других белков).

Авторы работы обнаружили, что белок под названием ABL чувствует механическое напряжение в мембране и модифицирует другой белок, FBP17, который непосредственно управляет морщинистостью мембраны. Если механическое напряжение слабеет, то ABL так изменяет FBP17, чтобы тот перестал изгибать мембрану, и клетка становится снова чувствительной к механическим силам.

Очевидно, что тут нужна не абсолютная защита от таких сил, а определённый баланс, ведь если клетка станет полностью нечувствительной к механическому воздействию, она перестанет понимать, где она находится и что ей делать. Насколько важен такой баланс, можно показать на примере иммунных клеток моноцитов и макрофагов, про которые мы писали, что они в прямом смысле работают под давлением: механические силы побуждают их активнее искать опасных микробов.