Naukowcy z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) jako pierwsi opublikowali trójwymiarowy (3D) obraz ludzkiej skóry, o rozdzielczości na poziomie molekularnym. Obraz ukazuje łączącą komórki skóry strukturę molekularną, przypominającą zapięcie rzepowe.

Badanie białek w ich naturalnym środowisku czy oddziaływań wewnątrzkomórkowych pozostawało jak dotąd poza zasięgiem naukowców. W dotychczas stosowanych metodach wykorzystywano obrazy o niskiej rozdzielczości, poddawano tkanki działaniu substancji chemicznych lub powlekano je warstwą metalu. Działania te zaburzały naturalny stan próbki.

Achilleas Frangakis i jego zespół zastosowali nowoczesną technikę mikroskopową zwaną kriotomografią elektronową. Zamrażają komórki lub tkanki w ich naturalnym stanie, po czym badają je pod mikroskopem elektronowym. Wykonano różne ujęcia próbki niepoddanej działaniu żadnych czynników, a komputer przetworzył tak otrzymane obrazy w szczegółowy obraz trójwymiarowy.

“Z dwóch względów jest to prawdziwy przełom” - powiedział dr Frangakis. “Nigdy dotychczas nie udało się zobaczyć tkanki w stanie tak bliskim naturalnego, w trzech wymiarach, z tak niewielkiej odległości i z tak wysoką rozdzielczością. Jesteśmy w stanie dojrzeć szczegóły o wymiarach rzędu kilku milionowych części milimetra. Dzięki temu zyskaliśmy nowy pogląd na oddziaływania między cząsteczkami, które odpowiadają za przyleganie komórek w tkankach - spór na temat tego mechanizmu toczy się od kilkudziesięciu lat“.

Zespół wykorzystał już tę technikę do obserwacji białek o kluczowym znaczeniu dla funkcjonowania tkanek i organów takich jak skóra i serce, które ponadto odgrywają ważną rolę w procesie wzrostu komórek. Białka te, zwane kadherynami, występują w błonach komórkowych i oddziałują między sobą, dążąc do skupienia komórek i ścisłego powiązania ich ze sobą.

Ashraf Al-Amoudi był członkiem zespołu doktora Frangakisa. “Mogliśmy bezpośrednio obserwować oddziaływanie między dwoma kadherynami, dzięki czemu dowiedzieliśmy się, skąd bierze się wytrzymałość ludzkiej skóry” - powiedział. “Sztuka polega na tym, że każda cząsteczka kadheryny tworzy dwa wiązania: jedno z cząsteczką w sąsiedniej komórce, a drugie z jej sąsiadem. Działanie systemu przypomina nieco specjalne zapięcie typu rzep. W jego wyniku między komórkami tworzą się bardzo ścisłe powiązania“.

Wyniki badań opublikowano 6 grudnia w czasopiśmie “Nature“.

Copyright © European Communities, 2007

źródło: CORDIS

———————————
Oryginalna publikacja: Ashraf Al-Amoudi et al., “The molecular architecture of cadherins in native epidermal desmosomes”, Nature 450, 832-837 (6 December 2007), doi:10.1038/nature05994