Sergey Troyanovsky, PhD, a bőrgyógyászat és a sejt- és molekuláris biológia professzora volt a vezető szerzője a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent tanulmánynak.

A Northwestern Medicine tanulmánya új betekintést nyújtott a kadherin nevű kulcsfontosságú fehérje szerveződésébe az adherens csomópontoknak nevezett struktúrákban, amelyek segítik a sejtek összetartását.

A Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője Sergey Troyanovsky, PhD, a bőrgyógyászat és a sejt- és molekuláris biológia professzora volt, a Columbia Egyetem tudósaival együttműködve.

Az adherens junctions (AJ-k) olyan – elsősorban kadherinből álló – fehérjekomplexek, amelyek szinte minden emberi szövetben kötéseket képeznek a sejtek között. Bár az AJ-k alapvető fontosságúak a szövetek szerkezetének fenntartásában, a kadherin molekulák tényleges szerveződése ezeken a csomópontokon belül és kívül tisztázatlan maradt – az AJ-biológia más kulcsfontosságú aspektusaival együtt.

Különösen nagy érdeklődés övezte annak megértését, hogy az adherens csomópontok hogyan rendelkeznek két látszólag összeegyeztethetetlen tulajdonsággal: egyszerre rendelkeznek erővel és rugalmassággal.

“Ez egy nagy rejtély volt” – magyarázta Troyanvosky, aki szintén a Northwestern University Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center tagja. “Sok éven át próbáltuk megérteni, hogyan lehet a két sejt közötti adhéziós helynek ez a két nagyon különböző tulajdonsága – a rendszer ereje és a plaszticitása.”

A mostani tanulmányban a tudóscsoport a kadherin AJ-ken belüli szerveződésének és dinamikájának feltárásával igyekezett elmélyíteni e tulajdonságok megértését.

Egy szuperfelbontású mikroszkóp alkalmazásával, amely képes egyetlen molekula kimutatására a struktúrákban, a tudósok be tudták mutatni, hogy az AJ-k elérhetik az egy mikrométernél is nagyobb hosszúságot, és hogy a kadherin szorosan csomagolt klaszterekből állnak, amelyek között néhány ritkább kadherin régió található. Továbbá eredményeik azt mutatták, hogy a csomóponton kívüli kadherinmolekulák nem klaszterekbe szerveződnek, hanem monomerek.

A tudósok azt is felfedezték, hogy függetlenül az egyes AJ-k általános stabilitásától, valójában rendkívül dinamikusak. “A szorosan csomagolt káderin klaszterek élettartama nagyon rövid, körülbelül egy másodperc. Szétesnek, és a felszabaduló káderinmolekulákat új klaszterekhez használják fel” – magyarázta Troyanvosky. “Így magyarázzuk az adhéziós csomópontok erősségét és plaszticitását – folyamatosan újjáépítik adhéziós egységeiket, a kadherin klasztereket.”

A kadherin felépítésének – és tágabb értelemben a sejt-sejt adhézió mechanizmusainak – megismerése fontos, jegyzi meg Troyanvosky, mivel a rendellenes sejt-sejt adhézió számos betegségben szerepet játszik, beleértve a rákot, és kulcsfontosságú tényező az olyan bőrbetegségeknél, mint a pemfigus.

A tanulmány eredményeire alapozott, folyamatban lévő vizsgálatok során Troyanvosky laboratóriuma most egyebek mellett egy olyan antitestet vizsgál, amely képes megváltoztatni a kadherin mintázatát a klasztereken belül, hogy a sejtadhéziót potenciális terápiás célokra módosítsa.

A tanulmányt a National Institutes of Health AR44016, AR057992 és GM062270 támogatásával, valamint a National Science Foundation MCB-1412472 támogatásával támogatták.