Un gruppo di ricerca ha scoperto un nuovo regolatore che regola il modo in cui le cellule rispondono ai segnali meccanici. I loro risultati appaiono in Nature Cell Biology .
Gran parte della ricerca nella biologia cellulare si è tradizionalmente concentrata sulla comprensione di come le cellule reagiscono ai segnali chimici come le molecole di segnalazione diffusibili. Tuttavia, le cellule rispondono anche a stimoli meccanici come la densità cellulare, le dimensioni e la rigidità del substrato esprimendo geni specifici. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali i regolatori meccanici percepiscono gli stimoli meccanici sono rimasti in gran parte inesplorati.
In questa ricerca, i ricercatori hanno utilizzato cellule staminali embrionali umane (hESC) per approfondire il modo in cui le cellule rilevano e reagiscono ai segnali meccanici. Attraverso un esame del trascrittoma delle hESC coltivate con diverse densità cellulari, i ricercatori hanno individuato un attore chiave noto come ETV4, responsabile della mediazione delle variazioni nella densità delle cellule staminali e del controllo della differenziazione.
Inoltre, il team ha decifrato l’intricato meccanismo attraverso il quale ETV4 percepisce i segnali meccanici. Inizialmente, i recettori delle integrine riconoscono le alterazioni della densità cellulare, modulando successivamente l'endocitosi di un recettore della superficie cellulare, vale a dire il recettore del fattore di crescita dei fibroblasti (FGFR). La regolazione meccanica dell'endocitosi FGFR determina la stabilità proteica di ETV4 mediante la segnalazione di ERK.
Durante il processo di differenziazione delle cellule staminali, ETV4 svolge un ruolo nel dirigere la formazione del mesendoderma in regioni caratterizzate da bassa densità cellulare, promuovendo allo stesso tempo lo sviluppo del neuroectoderma in aree ad alta densità cellulare. I ricercatori hanno scoperto che un nuovo meccanotrasduttore ETV4 collega le dinamiche della densità cellulare alla differenziazione delle cellule staminali.
Il professor Jiwon Jang di POSTECH, che ha guidato la ricerca, ha dichiarato:"Abbiamo scoperto l'importanza dei segnali meccanici nella regolazione della differenziazione delle cellule staminali insieme al coinvolgimento fondamentale di ETV4. Date le implicazioni sostanziali di ETV4 come oncogene critico, immaginiamo di sfruttare questa intuizione per ideare tecnologie volte a controllare le cellule tumorali attraverso segnali meccanici."
Oltre a Jang, il gruppo di ricerca comprendeva Seungbok Yang, un Ph.D. candidato, del Dipartimento di scienze della vita presso l'Università della scienza e della tecnologia di Pohang, e il dottor Mahdi Golkaram del Dipartimento di ingegneria meccanica dell'Università della California Santa Barbara (UCSB).
Ulteriori informazioni: Seungbok Yang et al, ETV4 è un trasduttore meccanico che collega le dinamiche di affollamento cellulare alle specifiche del lignaggio, Nature Cell Biology (2024). DOI:10.1038/s41556-024-01415-w
Informazioni sul giornale: Biologia cellulare naturale
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
