Helsingin yliopiston tutkijat saivat selville miten solut reagoivat lähiympäristönsä mekaanisiin muutoksiin

4.7.2018
Solut reagoivat ympäristönsä fysikaalisiin muutoksiin solunsisäisten supistuvien säikeiden avulla. Säikeiden säätelymekanismiksi paljastui kalsiumkanavien aktivoima solun sisäinen viestinvälitysreitti.

Useat eläinsolut aistivat ja vastaavat kasvuympäristönsä fysikaalisiin ominaisuuksiin aktiini- ja myosiiniproteiinien muodostamien kimppujen, stressisäikeiden, avulla. Nämä säikeet tuottavat voimaa solun ulkopuolisten voimien ja ominaisuuksien määrääminä: pehmeässä ympäristössä näitä voimaatuottavia säikeitä ei juurikaan muodostu, kun taas kovassa ympäristössä tai kovien fysikaalisten voimien alla soluissa on tyypillisesti paljon supistuvia stressisäikeitä. Voimatasapainon ylläpito solun ja sen ympäristön välillä onkin tärkeää kudosten eheyden ja toiminnan kannalta. Säikeiden tuottaman voiman avulla solut muun muassa ylläpitävät muotoaan ja kiinnittyvät viereisiin soluihin.

Kalsiumkanavat osoittautuivat ratkaisuksi

Tuoreessa tutkimuksessa selvisi, että näiden mekaanisille muutoksille herkkien solunsisäisten rakenteiden muodostumista säätelee solukalvolla olevien kalsiumkanavien aktivoima viestinvälitysreitti.

– Nämä tutkimustulokset osoittavat kuinka solut vastaavat ympäristön mekaanisten ominaisuuksien, kuten kudosympäristön kovuuden muutoksiin, kertoo artikkelin vastaava kirjoittaja Sari Tojkander eläinlääketieteellisestä tiedekunnasta.

Fysikaalisten voimien lisääntyminen johtaa mekaaniselle muutokselle herkkien solukalvon kalsiumkanavien aukeamiseen, aktivoiden viestinvälitysreitin, jota tarvitaan muodostamaan ja ylläpitämään supistuvia stressisäikeitä

– On myös huomattava että kyseisellä viestinvälitysreitillä voi olla yhteyttä syöpäsolujen leviämiseen kudoksissa, Tojkander jatkaa.

Useissa invasiivisissa eli leviävissä syövissä monet tämän viestinvälitysreitin proteiineista on säädelty väärin tai niiden tasot soluissa ovat muuttuneet. Ongelmat viestinvälitysreitissä johtavat siihen, etteivät syöpäsolut kykene kunnolla lukemaan kasvuympäristönsä mekaanisia ominaisuuksia eivätkä myöskään vastaamaan näihin oikein. Tämä saattaa edesauttaa syöpäsolujen irtaantumista ja leviämistä ympäröiviin kudoksiin.

Jatkotutkimuksissa Tojkander ryhmineen aikoo selvittää, miten virheet viestinvälitysreitissä vaikuttavat syöpäsolujen leviämiseen.  

Alkuperäinen artikkeli

Tojkander S, Ciuba K, Lappalainen P: CaMKK2 regulates mechanosensitive assembly of contractile actin stress fibers. Cell Reports (2018), DOI:doi.org/10.1016/j.celrep.2018.06.011

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet