Белок винулин оказался ключевым элементом механической памяти клеток

Иллюстрация супрамолекулярной связи, передающей усилие между интегринами, взаимодействующими с внеклеточным матриксом, и актиновой сетью, опосредованной талином (серый/синий) и винулином (розовый). Связанный с талином активированный винулин опосредует передачу усилия от талина к актину. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady6949

Команда исследователей из Ливерпульского университета в сотрудничестве с Институтом механобиологии Национального университета Сингапура совершила значительный прорыв в понимании того, как клетки ощущают и реагируют на физические силы.

Их последнее исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что винулин — белок, долгое время считавшийся пассивным адаптером, — играет активную роль в механической сигнализации и клеточной памяти.

На протяжении десятилетий считалось, что винулин служит в основном структурным звеном между адгезионными комплексами и цитоскелетом. Однако это новое исследование демонстрирует, что винулин содержит шесть зависимых от силы бинарных переключателей, аналогичных тем, которые исследователи описывают как механическую память.

Используя магнитные пинцеты для отдельных молекул, команда смогла растягивать отдельные молекулы винулина и охарактеризовать каждый из шести переключателей. Этот детальный анализ знаменует собой смену парадигмы в механобиологии, расширяя понимание того, как клетки обрабатывают механические сигналы.

Профессор Бен Гоулт из Ливерпульского университета заявил: «Наше открытие того, что винулин механически активен, открывает новую область исследований. Эти переключатели предполагают, что винулин — не просто структурный компонент, а динамичный участник клеточного принятия решений. Это фундаментальное изменение в том, как мы рассматриваем этот белок».

Последствия этой работы имеют далеко идущий характер. В сердце мутации в винулине, как известно, вызывают дилатационную кардиомиопатию и сердечную недостаточность. Переоценка этих мутаций в контексте механических переключателей винулина может привести к улучшенному пониманию механизмов заболеваний и потенциальных терапевтических мишеней.

Исследование также закладывает основу для будущих исследований роли винулина в мозге. Талин и винулин вместе образуют сеть бинарных переключателей — так называемый MeshCODE, — которая может быть задействована в обработке и хранении механической и химической информации в нейронах. Исследователи теперь изучают функцию винулина в синаптической активности через сотрудничество с Ливерпульским междисциплинарным нейронаучным центром (LINC) и Университетом Хельсинки.

Хотя текущие выводы основаны на экспериментах in vitro, команда активно изучает винулин в живых клетках и инженерных сердечных тканях. Они также работают с Центром исследования протеома Ливерпульского университета, чтобы изучить взаимодействия винулина и его посттрансляционные модификации во время миграции клеток.

Профессор Гоулт заключил: «Это захватывающее время для механобиологии. Мы начинаем видеть, как механические силы формируют клеточное поведение способами, которые мы не могли себе представить. Переключатели винулина могут быть ключом к разгадке того, как клетки запоминают и реагируют на свою физическую среду».

Больше информации: Xuyao Liu et al, The mechanical response of vinculin, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady6949

Источник: University of Liverpool