Představte si buňky jako malé roboty pohybující se složitou krajinou. Ale na rozdíl od strojů, které jsou naprogramovány tak, aby sledovaly pevné trasy, tyto biologické entity neustále rozhodují o tom, kam jít, a to i bez vnějšího vedení. Vědci byli dlouho překvapeni touto autonomní navigační pomůckou, která je životně důležitá pro procesy, jako je imunitní reakce a bohužel i šíření rakoviny. Nyní průlom osvětluje způsob, jakým buňky kreslí svůj průběh zevnitř.
Interdisciplinární tým výzkumníků z Koreje a Spojených států, vedený profesory Won Do Heo a Kwang-Hyun Cho a profesorem Kapsanem Leem z Johns Hopkins University, tuto záhadu rozluštil. Jejich práce, publikovaná v časopise Nature Communications, odhaluje dříve neznámý “vnitřní kompas”, který řídí směrovost buněk.
Tajemství spočívá ve skupině proteinů nazývaných rodina proteinů Rho (Rac1, Cdc42 a RhoA). Tyto drobné molekulární stroje fungují jako vnitřní senzory, neustále analyzují prostředí buňky a ovlivňují její pohyb.
Dříve se předpokládalo, že tyto proteiny jednoduše rozdělují buňku na přední a zadní, čímž určují hlavní směr. Ale tato nová práce ukazuje mnohem složitější systém v praxi. Vědci vyvinuli pokročilou zobrazovací techniku nazvanou INSPECT (INtracelulární separace proteinového inženýrství kondenzační techniky), aby mohli pozorovat proteinové interakce uvnitř živých buněk s bezkonkurenční jasností.
Představte si, že k proteinům připojíte drobné fluorescenční majáky – když se navážou, vytvoří uvnitř buňky viditelné shluky, podobně jako se kapičky oleje oddělují ve vodě. To jim umožnilo přímo pozorovat, jak se různé proteiny Rho kombinují s jinými složkami buňky a vytvářejí jedinečné kombinace, které nakonec určují směr, kterým se buňka pohybuje.
Objevili dvě klíčové kombinace:
* Cdc42–FMNL : Tento pár stimuluje lineární pohyb a tlačí buňku dopředu po konstantní dráze.
* Rac1–ROCK : Tato dvojice je zodpovědná za otočné manévry, což buňce umožňuje měnit směr a procházet složitým prostředím.
Aby vědci tuto směrovou kontrolu potvrdili, chytře upravili část Rac1 tak, aby narušila její schopnost vázat se na ROCK. Tento „zlomený volant“ bránil buňkám v efektivní změně kurzu a nutil je pohybovat se v přímé linii navzdory změnám prostředí. Je pozoruhodné, že tyto manipulované buňky si dokonce udržely svou rychlost bez ohledu na vnější signály, což zdůrazňuje úzké spojení této proteinové interakce s buněčnou adaptabilitou.
Tyto průlomové studie revolučně mění naše chápání buněčné navigace. Ukazují, že pohyb není náhodný, ale je přesně naprogramován vnitřním algoritmem – dynamickou interakcí proteinů, které se neustále mění a rekonfigurují na základě svých jedinečných spojení v buňce.
Profesor Heo to výstižně shrnuje: „Buňky se nepohybují slepě, mají komplexní vnitřní program zaměření.“ Tyto nové poznatky otevírají vzrušující vyhlídky pro pochopení mechanismů vývoje onemocnění, jako jsou metastázy rakoviny a imunitní dysfunkce. Technika INSPECT sama o sobě slibuje, že bude mocným nástrojem pro odhalení dalších biologických záhad a nabídne nebývalé vhledy do složitého molekulárního tance, který řídí život.
