پروتئین FAK چگونه مهاجرت سلولی را تنظیم می‌کند؟

پروتئین FAK
0 7

شناسایی سنسور فعال کننده مهاجرت سلولی

محققان دریافتند که پروتئین FAK یک مولکول کلیدی است که به نیروهای تولید شده توسط سیتواسکلت پاسخ می‌دهد و سیگنال‌های بیوشیمیایی چسبندگی سلولی و مهاجرت سلول را تنظیم می‌کند. این یافته‌ها دانش مارا در مورد متاستاز و تومور تهاجمی افزایش می‌دهد.

پروتئین چسبندگی کانونی کیناز یا همان پروتئین FAK در سیتواسکلت وجود دارد و سلول را به اجزای محیط خارجی اطراف آن متصل می‌کند.
دکتر Lietha می‌گوید: این یک سیگنال مولکولی کلیدی در یک ساختار فعال شده توسط نیروهای تولید شده با انقباض فیبرهای اکتین در سیتواسکلت است. تاکنون مشخص نبود که آیا پروتئین FAK می‌تواند به عنوان یک سنسور برای این نیروها مورد نیاز برای جنبش سلولی عمل کند یا خیر. ر اساس فرضیه ای که می‌گوید پروتئین  FAK چنین سنسوری است، ما مطالعه خود را انجام دادیم.

سیتواسکلت کنترل کننده مهاجرت سلولی

سیتواسکلت ساختاری است که نه تنها به سلول‌ها کمک می‌کند که شکل و سازمان داخلی خود را حفظ کنند بلکه همچنین آنها را به انجام وظایفی مانند حرکت و مهاجرت به مکان‌های دور از جاهاهایی که ایجاد شده اند، قادر می‌سازد.
مهاجرت بخش مهمی از گسترش سلول‌های سرطانی به یک عضو یا بافت دیگر یا همان متاستاز است. تا به امروز، این ارتباط به طور کامل درک نشده است.

نتایج این مطالعه در (Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS منتشر شده است.

استفاده از طیف سنجی نیرواتمی برای شبیه سازی نیروها

محققان از طیف سنجی نیروی اتمی برای شبیه سازی نیروهای تولید شده توسط انقباض رشته‌های اکتین در سیتواسکلت استفاده کردند. آنها دریافتند که پروتئین FAK به عنوان پاسخ به این نیروها تغییر می‌کند.
یکی از تغییرات به این شکل است که هنگامی که  سیگنال بیوشیمیایی درگیر در مهاجرت سلول فعال می‌شود، پروتئین FAK آداپته می‌شود.

طیف سنجی نیرواتمی یک تکنولوژی تحت نیرویی شامل سلول‌های دست نخورده و مولکول‌های تک برای مطالعه رفتار نمونه‌ها است.

دکتر Lietha می‌گوید: در واقع، ما یک پیکربندی خاص از این فناوری با حساسیت و دقت  اندازه گیری بالا که پیش از این توسط تیم دکتر Hermann Gaub’s در LMU پیش رفته بود، استفاده کردیم.

تغییرات پروتئنی FAK با نیروهای سیتواسکلت

ارتباط نیروی القا شده با تغییرات پروتئین FAK

محققان با استفاده از این تکنولوژی اطلاعات مکانی دقیق در مورد پروتئین FAK را دریافت کردند. همراه با شناخت ساختار اتمی آن می‌توان چگونگی تغییر ساختار با نیروی القا شده برای فعال شدن پروتئین FAK را تفسیر کرد.

گروه بیومکانیک مولکولی در HITS این فرآیند را بر روی رایانه هایی با کارایی بالا شبیه سازی کرد تا یک نمایش کاملا پویا از این رویدادها به دست آید.
دکتر Frauke Gräter، رهبر گروه، می‌گوید: ما با موفقیت گام‌های کلیدی فعال‌ سازی پروتئین  FAK را کشف کردیم. ما توانستیم نشان دهیم که این سیگنال پروتئینی نه تنها توسط نیرو فعال می‌شود بلکه با کشش بیشتری فعال می‌ماند.

محیط مکانیکی سلول بر رفتار آن تاثیر می گذارد. پروتئین FAK به عنوان حسگر برای تغییر در چارچوب خارج سلولی و داخل سلولی عمل می‌کند.
Magnus Bauer گفت: در آزمایش‌های میکروسکوپ نیروی اتمی  تک مولکولی و شبیه سازی‌های دینامیک مولکولی هدایت شده، ما یک نیروی واسطه برای باز شددن کمپلکس خودکار مهار کننده پروتئین FAK و در نتیجه فعال شدن کیناز را  مشاهده کردیم.

 مکانیک پروتئین FAK کلیدی در مطالعه متاستاز

در سلول‌ها، مکانیک فعال سازی پروتئین FAK، بر استرس میان سیتواسکلت و ماتریکس خارج سلولی اثر می گذارد.
Bauer افزود: به نظر می رسد ما با FAK، اولین آنزیم غیر عضلانی را به طور مستقیم توسط نیروی مکانیکی فعال کردیم. در انتقال داده‌های ما به سیستم‌های سلولی، ما فرض می‌کنیم که ترجمه نیروهای فیزیولوژیکی به سیگنال‌های بیوشیمیایی، می‌تواند یکی از راه های مهار مهاجرت سلول‌های سرطانی باتشد.

این‌ها یافته‌های کلیدی هستند که عمیق تر به مطالعه تومورها و متاستازها می‌پردازند.

تاثیر سختی استروما بر فعال کردن پروتئین FAK

دکتر Lietha می‌گوید: در تومورها، سخت شدن استروما موجب افزایش نیروهایی می شود که مسیرهای سیگنالینگ را از طریق پروتئین  FAK فعال می‌کنند که به شدت باعث گشترش تومورهای تهاجمی و متاستاز می‌شود.

استروما یک بافت است که سلول‌های سرطانی را در تومورها احاطه کرده و پیشرفت آنها را تحت تاثیر قرار می‌دهد.درک تاثیر سختی استروما و پیامدهای آن در فعال شدن سیگنالینگ چسبندگی مرتبط با تهاجم تومور می تواند مبنایی برای توسعه درمان هایی که این مکانیسم را هدف قرار می دهد، باشد.

حال که متوجه شدیم نیروهای تولید شده توسط سیتواسکلت باعث ایجاد تغییرات فوری در پروتئین FAK می‌شود. مطالعات بیشتری برای اندازه گیری سیگنال‌های بیوشیمیایی ایجاد شده در پاسخ به نیروهای مکانیکی مورد نیاز است.

منبع:
yon.ir/h4Avu

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.