Ученые из Университета имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) обнаружили, что клетки человека подобно древним цианобактериям применяют кальций для регулирования связей друг между другом. Этот механизм коммуникации может быть старше миллиарда лет. Результаты исследования опубликованы в The EMBO Journal.
Исследователи изучили цианобактерию Nostoc, клетки которой образуют цепочки и обмениваются питательными веществами и другими веществами. Оказалось, что важную роль в этом процессе играет белок CSE, связывающий кальций и регулирующий его уровень внутри клеток.
Когда ученые изменили структуру CSE, способность белка связывать кальций снизилась примерно в восемь раз. А клетки без CSE значительно хуже обменивались веществами с соседями. В поврежденных цепочках почти половина клеток демонстрировала сильно замедленную коммуникацию или вовсе не взаимодействовала.
Исследователи обнаружили и физическую причину этих нарушений. В нормальных клетках Nostoc септальные соединения, связывающие соседние клетки, находились в 14 из 22 исследованных изображений. У клеток без CSE они обнаруживались лишь в двух из 14. Число нанопор, через которые могут формироваться такие соединения, также сократилось примерно вдвое — с 55 до 26.
По мнению ученых, результаты указывают на связь между кальциевой сигнализацией и формированием межклеточных соединений. У сложных организмов, включая человека, соседние клетки тоже используют специализированные структуры для обмена сигналами и веществами.
Исследователи подчеркивают, что септальные соединения цианобактерий не являются прямыми аналогами человеческих щелевых соединений. Однако сам принцип — использование кальция для регулирования межклеточной коммуникации — может иметь очень древнее эволюционное происхождение.
Ранее секрет формирования мозга был раскрыт американскими учеными.