Эпителиальные клетки формируют защитный барьер на коже и слизистых оболочках, предохраняя организм от внешних воздействий. Этот барьер работает благодаря особым структурам – межклеточным контактам, соединяющим клетки и регулирующим обмен веществ между ними.
Исследователи из Женевского университета совместно с коллегами из Национального университета Сингапура и Института физической химии в Гёттингене изучили влияние белка гамма-актина на структуру и механические свойства эпителиальных клеток. Результаты их работы раскрывают механизм взаимозависимости между различными формами цитоскелетных белков актина и миозина.
Эпителий покрывает поверхность тела и выстилает внутренние органы, выполняя ключевую защитную функцию против патогенов. Эта функция обеспечивается адгезивными и плотными контактами – белковыми соединениями, связывающими соседние клетки и обеспечивающими герметичность ткани. Плотные контакты регулируют прохождение молекул в органы и из них, например, способствуют усвоению питательных веществ в кишечнике.
Исследователи обнаружили, что при отсутствии гамма-актина в клетках увеличивается количество другой формы актина – бета-актина, что связано с повышением содержания определенной формы миозина. Эти изменения делают апикальную мембрану (верхнюю часть клетки) менее жесткой, а некоторые компоненты плотных контактов – более подвижными, при этом не нарушая барьерную функцию.
Гамма-актин придает дополнительную жесткость апикальной мембране, формируя сеть филаментов, которая прочнее сети из филаментов бета-актина. Это особенно важно для слуховой функции, поскольку жесткость апикальной мембраны критична для нормального слуха. У мышей с дефицитом гамма-актина наблюдается измененная архитектура апикальной поверхности эпителиальных клеток и прогрессирующая потеря слуха.
Более жесткая кортикальная мембрана необходима для противостояния постоянным механическим воздействиям, которым подвергаются волосковые клетки внутреннего уха. Дальнейшее изучение роли гамма-актина в поддержании целостности клеток может помочь понять патологии, связанные с потерей слуха, сообщает Nature Communications.