研究者は、超解液イメージング技術を使用して、細胞膜が破裂すると細胞の分子修復乗組員がどのようにすぐに再編成するかを観察しました。核細孔錯体は、細胞の核、細胞のコントロール中心に入るものを制御します。
「科学者は、細胞には損傷を非常に迅速に修復する方法があることを長い間知っていましたが、誰も方法を知りませんでした」と、ワインバーグ芸術科学の分子生物科学の助教授であるエリン・トランサム・ダビッドソン博士は言いました。 「細胞には、基本的な構造を非常に迅速に修復および維持するための驚くべき予期せぬ方法があることがわかりました。」
この研究は、Journal Current Biologyに掲載されました。
研究室のヒト細胞を使用した実験では、研究者は核膜で標的裂傷を行い、細胞がどのように反応したかを観察しました。通常、細胞の内側は分子が浮かんでいる状態で溢れていますが、細胞の膜に裂傷が作られた後、核間漏れが裂け目の端にしっかりとシールを形成し、分子の漏れを止めます。
「これがすぐに起こらなかった場合、それは細胞にとって壊滅的であり、死に至る可能性がある」とトランサム・ダビドソンは言った。
涙から30秒以内に、核の細孔錯体がブレークの端を完全に裏打ちしました。 2分以内に、毛穴が組織化され、核の内外で通過したものを制御することができ、細胞が通常の機能に戻ることができました。
ライブセルイメージングとコンピューターシミュレーションを使用して、研究者は迅速な修復の背後にある物理的メカニズムも決定しました。彼らは、膜の損傷に続いて、内側と外側の核膜が一緒に融合し、核間孔錯体が迅速に組み立てることができる足場が作成されることを観察しました。このプロセスには、核間細孔錯体のリモデリングが含まれます。このプロセスでは、複合体が分解し、膜に沿って移動し、損傷部位で再組み立てされます。このメカニズムは、核孔複合体の動的な挙動と適応性に関する重要な洞察を提供します。
「核孔錯体は非常に大きいため、科学者は伝統的にゆっくりと動かないと想定していました」とTrantham-Davidsonは言いました。 「私たちの研究は、それらが非常に動的であり、これは他の大きな生物学的複合体に当てはまる可能性が高いことを示しています。」
調査結果は、がん治療に影響を与える可能性があります。癌細胞はしばしば、核膜の損傷を修復する能力を失い、この修復メカニズムを標的とする治療法により敏感にする可能性があります。
「細胞が損傷したときに基本構造をどのように修復するかについてさらに理解することにより、免疫システムが癌細胞をよりよく認識して殺すのを助けるために新しい治療法を設計できるかもしれません」とTrantham-Davidson氏は述べています。
