Всем известно ощущение жжения в ногах при долгом спуске с крутого спуска. Это вызвано микроразрывами в клеточной мембране наших мышечных волокон. Эти отверстия в оболочках клеток необходимо закрыть как можно скорее, иначе мышечные клетки отомрут. Исследователи из KIT смогли наблюдать этот процесс ремонта с помощью микроскопии с высоким разрешением в реальном времени. Требуется всего несколько секунд, пока белки изнутри поврежденной клетки не сформируют ремонтный участок, который, наконец, закроет отверстие в мембране. Исследователи из KIT теперь продемонстрировали, что клетки-мусорщики, перемещающиеся в мышцах, фактически выполняют нанохирургическую операцию, чтобы позже удалить этот пластырь и восстановить нормальную структуру клеточной мембраны.
Клетки наших скелетных мышц обладают эффективными механизмами восстановления разрывов в их клеточных мембранах. Эти разрывы возникают из-за механического стресса, которому мы подвергаем мышцы даже при выполнении здоровых упражнений. Клеточная мембрана – важный барьер, необходимый для правильного функционирования и выживания клеток. Если этот барьер разрушается и не может быть быстро восстановлен, мышечная клетка погибнет, что приведет к потере мышечной массы. Люди, чьи репаративные белки, е.грамм. дисферлин, не работают должным образом, развивают атрофию мышц, что приводит к тяжелой инвалидности и преждевременной смерти.
В рамках междисциплинарного проекта сотрудничества исследовательских групп KIT под руководством Уве Стрэле и Герда Ульриха Нинхауса, аспиранты Фолькер Миддел и Лу Чжуо разработали новые методы наблюдения процессов восстановления мембран со сверхвысоким разрешением в реальном времени в клетках человека и мышечных клетках. эмбрионов рыбок данио. Они доказали, что ремонтный пластырь, собирающийся из репарационных белков, таких как дисферлин или аннексины, также накапливает липид фосфатидилсерина. Фосфатидилсерин – известная закуска для клеток-мусорщиков, так называемых макрофагов.
Исследователи KIT представили фильм, в котором показано, как макрофаги действительно прикрепляются к ремонтному пластырю и съедают его. Только после удаления пластыря оболочка клетки полностью восстанавливается. Таким образом, восстановление мембраны в мышечных волокнах требует, помимо образования участков восстановления в поврежденной клетке, помощи макрофагов, перемещающихся внутри мышцы. Исследователи также продемонстрировали, что короткая аминокислотная последовательность в белке репарации дисферлина отвечает за транспорт фосфатидилсерина. Примечательно, что есть пациенты с миопатией, которые имеют дефект именно в этой последовательности белка дисферлина. Таким образом, новые результаты могут способствовать разработке методов лечения атрофии мышц.