Dyreceller kommunikerer elektrisk over lange afstande via nanorør

(PhysOrg.com) - En ny undersøgelse har opdaget, at dyreceller kommunikerer elektrisk med hinanden via tunnelerende nanorør (TNT'er). Membranrørene indeholder et protein kaldet F-actin og forbinder celler over lange afstande for at muliggøre udveksling af molekyler og organeller mellem cellerne.

Forskere med base ved Institut for Biomedicin ved Universitetet i Bergen i Norge demonstrerede en tovejs udveksling af elektriske signaler mellem celler forbundet med nanorør på 10 til 70 μm lange i en normal rottenyre. De demonstrerede også elektrisk kobling i andre typer celler, hvilket tyder på, at elektrisk kobling via TNT'er kan være et meget mere almindeligt fænomen i dyreceller end tidligere antaget.

Undersøgelsen fandt, at styrken af ​​elektrisk kobling afhang af længden og antallet af TNT-forbindelser, og koblingen var spændingsfølsom. Elektrisk kobling blev hæmmet af tilstedeværelsen af ​​en kendt gap-junction blocker, meclofenaminsyre, og var ikke til stede i celletyper, der manglede gap junctions. Gap junctions er proteiner, der danner en porøs forbindelse mellem tilstødende celler, og undersøgelsen viste tydeligt, at en strøm flyder ned ad nanorøret og får ionkanaler til at åbne sig i forbindelsescellens membran, så længe en spalteforbindelse er til stede.

Ionerne, der kommer ind i cellen, kan have en række forskellige virkninger, såsom modulering af cellebevægelser, og dette kan være med til at forklare fænomener som de koordinerede cellemigrationer, der ses ved udvikling af embryoner, når celler samles for at danne strukturer såsom neuralrøret.

Medforfatter til papiret, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), Hans-Hermann Gerdes, sagde opdagelsen var beslægtet med ultratynde telefonkabler mellem celler, giver dem mulighed for at tale med hinanden.

Gerdes og hans kolleger opdagede første gang protein-nanorør (også kaldet membran-nanorør) i nyren for seks år siden ved hjælp af lysmikroskopi. Udover at danne et middel til elektrisk kobling, nanorørene har også vist sig at kunne transportere molekyler, vira og prioner fra celle til celle, i hvert fald i en petriskål. Det vides endnu ikke, hvordan celler producerer nanorør, eller hvordan de åbner membranen i en anden celle flere cellebredder væk.

Nogle videnskabsmænd tvivlede på den første opdagelse af nanorør, da der ikke syntes at være nogen stærke beviser for, at nanorør er nødvendige fysiologisk. En kritiker var Yale mikrobiolog Walther Mothes, som sagde, at han var imponeret over den nye opdagelse, at nanorør bruger gap junctions til elektrisk kommunikation, hvilket han sagde giver meget mening, og bør føre til yderligere undersøgelse af TNT'er.

© 2010 PhysOrg.com